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软硬段对聚氨酯夹芯板弹性体结构性能的影响

TPU的合成

将计量好的PEA、MDI和扩链剂烘箱加热至100℃以上;快速取出PEA和MDI,迅速倒入聚四氟乙烯烧杯中,高速搅拌均匀;同时测温,待温度升至最大值后,立即加入扩链剂,加大搅拌速度;搅拌至一定劲度后出料,放入110℃烘箱熟化;制得产品,室温放置一周后测试性能。

试样表征

聚氨酯夹芯板力学性能测试:采用LJ-500型拉力试验机,依据GB/T528-1998标准,室温测试,拉伸速率为500mm/min。弹性体硬度按GB/T 531-1992标准,采用邵氏 LHA200型硬度仪测定。聚氨酯夹芯板旋转流变仪测试:采用英国Malvern公司BohlinCVO 100旋转流变仪,将薄片状弹性体试样置于两平板夹具之间,设置测试参数为Oscillation测量模式,振荡频率1Hz,固定剪切应变1%,程序化降温。具体降温程序见表t。

聚氨酯夹芯板硬段结构对TPU性能的影响

实验对数均相对分子质量为1 761的聚酯多元醇PEA,硬段含质量分数为:38%,具有不同扩链剂的TPU体系性能进行研究。从表2可以看出,:3种扩链剂对TPU硬度影响差别不大,仅EG-TPU硬度略小;在拉伸强度方面,BDO-TPU拉伸强度最高,达到25.27MPa,  HG-TPU次之,EG-TPU最小;在断裂伸长率方面,HG-TPU断裂伸长率达到1217.16%,  BDO-TPU断裂伸长率为1048.83%,   EG-TPU断裂伸长率最小,为861.08%。这可能是由于,扩链剂EG,BDO,  HG结构中碳原子数目依次增加:扩链剂EG仅含有2个碳原子,当作扩链剂使用时,一端经基发生反应会对另一端经基的继续反应产生空间位阻效应,故扩链剂活性不高,影响TPU硬段相分布、微相分离及结晶,所以EG-TPU硬度和强度比较低,断裂伸长率也不高;扩链剂BDO含有4个碳原子,两端经基之间有一定的间隔,扩链剂具有较高活性,材料微相分离和结晶性能优异,拉伸强度最大;扩链剂HG含有6个碳原子,分子较长,且具有一定的柔性,其存在降低了硬段相分子间氢键密度,影响材料的微相分离与结晶,所以拉伸强度相比BDO略有降低,但同时其断裂伸长率得到提高。另外,由于TPU硬段含量均为:38%,所以硬度相差不大。