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醇溶型聚氨酯脲树脂的制备及其结构与性能研究

李海芹  
【摘要】:本文以聚氧化丙烯二元醇(PPG2000)与异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)或甲苯二异氰酸酯(TDI)以及异佛尔酮二胺(IPDA)原料,合成醇溶型聚氨酯脲基料。利用PPG600、聚氧化乙烯二元醇(PEG200)、PPG1000、聚氧化丙烯二元胺(D2000)、聚己二酸新戊二醇酯(PNA2000)取代聚氨酯脲基料中部分或全部PPG2000,或增加异氰酸酯的量,在混合溶剂中合成出一系列聚氨酯脲树脂溶液。通过差示扫描量热法(DSC),傅立叶红外变换光谱(FTIR),热重分析(TG)以及力学性能测试对合成的聚氨酯脲树脂进行微观结构和性能研究。 1.PPG600取代部分PPG2000时,随着PPG600含量的增大,聚氨酯脲树脂结构中完全氢键化的氨酯羰基含量增加,而脲羰基的氢键化程度降低,树脂的软硬段相容性增强;树脂的拉伸强度增大,断裂伸长率降低。PEG200取代部分PPG2000时,随着PEG200含量的增大,树脂结构中完全氢键化的氨酯羰基含量也增加,但脲羰基的氢键化程度先降低后升高;树脂的拉伸强度增大,并且在PEG200含量较高时树脂的拉伸强度比相同硬段含量含PPG600的树脂大。增加异氰酸酯的量时,树脂结构中氨酯羰基、脲羰基的氢键化程度均增大,软硬段微相分离程度提高;树脂的拉伸强度增大,但增加幅度比相同硬段含量含PPG600和PEG200树脂的小。 2.PPG1000合成聚氨酯脲树脂时,硬段密度较大,分子链的溶解性较差,扩链困难,树脂的拉伸强度较小。D2000合成聚脲树脂时,极性很强的脲基含量较高,分子扩链比较困难,树脂的分子量较低,力学性能较差。但随着脲基含量的增加,树脂的耐热性提高。PNA2000取代部分或全部PPG2000时,树脂的拉伸强度增大,断裂伸长率降低。 3.与TDI基聚氨酯脲相比,IPDI基聚氨酯脲硬段结构规整,硬段之间容易聚集,因此氨酯羰基和脲羰基的氢键化程度较高。 4.纯聚醚合成的聚氨酯脲树脂的乙醇溶解性较好,而结构中含有聚酯的聚氨酯脲树脂需要用乙酸乙酯和乙醇的混合溶剂作溶剂。


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