聚酯型热塑性聚氨酯弹性体耐湿热性能的研究
热塑性聚酯弹性体的研究进展与应用解析

热塑性聚酯弹性体的研究进展与应用摘要:介绍了国内外热塑性聚酯弹性体(TPEE)研发状况、生产技术及其主要应用领域,强调随着轨道交通等行业的快速发展,我国加快发展TPEE行业的重要性和迫切性。
关键词:热塑性聚酯弹性体;TPEE;合成;应用引言热塑性聚酯弹性体(TPEE,也有称作聚醚酯热塑性弹性体)是由高熔点、高硬度的结晶型聚酯硬段和玻璃化转变温度较低的非晶型聚醚或聚酯软段组成的线性嵌段共聚物。
硬段主要为芳香族聚酯,常见的主要为PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯)、PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PTT(聚对苯二甲酸丙二醇酯)等;软段(连续相)主要为脂肪族聚酯或聚醚,脂肪族聚酯常见的有PGA(聚乙交酯)、PLLA(聚丙交酯)、PCL(聚己内酯)等,聚醚常见的有PEG(聚乙二醇醚)、PPG(聚丙二醇醚)、PTMG(聚四氢呋喃)等[1,2]。
其硬段的刚性、极性和结晶性使得TPEE 具有突出的强度和较好的耐高温性、耐油性、耐蠕变性、抗溶剂性及抗冲性;软段的低玻璃化温度和饱和性使得TPEE 具有优良的耐低温性和抗老化性。
TPEE 独特结构所呈现的性能特点使得其很快在汽车、电子电气、工业制品、体育用品等领域得到了广泛的应用,而且随着近年来轨道交通的快速发展,TPEE 在车辆缓冲器、铁路枕木垫等方面也表现出强有力的竞争力。
1 TPEE的研究进展1.1 国外TPEE 研究进展1972 年,美国DuPont(杜邦)公司率先将自己研制的模塑加工型聚酯弹性体商业化,商品名为Hytrel。
同年,日本Toyobo(东洋纺)公司的聚酯弹性体也投放市场[3],商品名为Pelprene。
随后,Hoechst-Celanese、GE、Eastman、AKZO (阿克苏·诺贝尔)等10 余家公司也相继开发生产出各自的TPEE 产品。
国外主要TPEE 生产商及其商品名称(见表1)。
美国DuPont 公司的Hytrel 产品分为很多个系列,如通用型系列(牌号G4074 等)、高性能系列(牌号3078 等)、吹塑系列(牌号BM6574 BK316 等)、吹塑系列(用于汽车防尘罩、盖板等,牌号HTR8139BK 等)、挤出系列(牌号5586 等),还有阻燃系列、可接触食品系列以及采用20 %~60 %非食物生物材料类聚醚多元醇取代了基于石油化工产品的聚醚多元醇的可再生资源热塑性聚酯弹性体系列等等。
PVC_PNBR热塑性弹性体耐热性能的研究

第26卷 第4期2005年8月特种橡胶制品Special Purpose Rubber Products Vol.26 No.4 August 2005PVC/PNBR 热塑性弹性体耐热性能的研究刘 赞,陈占勋(青岛科技大学橡塑材料与工程教育部重点实验室,青岛 266042)摘 要:对PVC/PNBR 热塑性弹性体机械共混体系和动态硫化体系的耐热性进行了研究,分别讨论了其静态热氧老化和动态热剪切老化对体系性能的影响。
实验表明,PVC/PNBR 体系具有较好的耐热性。
关键词:PVC ;PNBR ;TPE ;耐热性中图分类号:TQ333192 文献标识码:A 文章编号:1005-4030(2005)04-0010-04收稿日期:2005-01-25作者简介:刘 赞(1980-),男,安徽宿州人,青岛科技大学在读硕士研究生,研究方向为聚合物复合材料的加工改性和加工助剂的合成。
PVC/NBR 的共混体[1]具有独特的优异性能而早已应用在橡胶工业领域里,但是由于其生产工序非常繁琐,而且所产生的边角废料不能回收再利用,使得产品的成本较高。
采用动态硫化法制备的PVC/NBR 热塑性弹性体克服了上述缺点,显示出极大的优越性,如可以反复使用加工中所产生的边角废料。
由于动态硫化法节省了电能又降低了成品生产过程中产生废品的几率,还可以连续化和自动化生产,PVC/NBR 热塑性弹性体的生产成本也随之降低。
PVC/NBR 热塑性弹性体[2],具有PVC 的可塑性、阻燃和NBR 的交联橡胶弹性、耐油性等特性,用橡塑共混法制备热塑性弹性体,已成为高分子加工工业发展较快的重要分支,它已取代了部分硫化胶的使用场所,广泛用于燃油胶管、电线电缆护套、飞机油箱、油罐、密封制品,尤其在汽车密封件、零部件等行业应用广泛,具有很好的应用前景。
本实验主要考察了简单共混和动态硫化2类热塑性弹性体,对其进行了静态热氧老化和动态热剪切老化实验,借以研究它们的耐热性。
热塑性聚氨酯改性和性能研究

A b stract
T herm o p lastic elasto m er (S E P S ) an d th erm op lastic p o lyureth ane (T P U ) are segm en ted copo lym ers w h ich h av e a stru cture called m icro ph ase sep aration , and th is structure m akes p olym ers h ave m any excellent p rop erties su ch as good m echan ical stren gth 、flex ib ility 、 creep resistan ce 、 o il resistan ce an d go od beh av ior in th e low tem p erature an d so on . T hey can b e app lied in m any areas and no w are stu died in great dem and .
T h e ten sile stren gth fo r p o ly ester T P U /S E P S co m p ou n d s h as the sam e p erfo rm an ce as th at o f p o ly eth er T P U /S E P S co m p o un d s alon g w ith th e con tents o f S E P S . It reach ed m ax im u m w hen th e con tents o f S E P S is 2 0 w t% and hyd ro ly sis-agin g resistan ce b ecam e th e
湿热作用对聚氨酯材料力学性能影响的研究

明显 。
关键词 聚氨 酯弹 性体
力学性能
湿热作用
中图法分类号
T B 3 3 2 ;
文献 标志码
B
因具 有 质量 轻 、 导 热 系 数 低 和 良好 的力 学 性 能 等优 点 , 聚氨酯弹性体材 料被作为 隔湿热 、 缓 冲 和 封装 填充 材 料 在 国 民经 济 众 多 领 域 得 到 了广 泛 的 应用 J , 聚氨 酯在 材 料 领 域 中 的地 位 也 越 来 越 重 要, 因此 对 聚氨 酯等 高 分 子 材 料 特 性 的研 究 已成 为 材 料科 学 的前沿 性 课 题 j 。聚 氨酯 由 于有 酯 基 、 氨 基 甲酸酯基 和脲 基 的存 在 而使 其 具 有 亲 水 特 性 。 因此 聚氨 酯 弹 性 体 材 料 的在 不 同湿 热 环 境 下 的 力 学 性能 和 长期贮 存 性 能 备 受 关 注 , 国 内外 在 聚 氨 酯
摘
要
利用 S D H - - 4 0 1型高低 温恒湿箱对聚氨酯弹性体进行 了7 d的实验 。选 取 Ⅱ型 哑铃 状标 准件利用 W- WD W- 2 0型非
金属材料万能试验机进行 了大变形拉伸试验。研 究了聚 氨酯 弹性体 材料在 不 同的试验周 期下 拉伸力 学行 为, 得 到 了未 湿热 老 化和不 同试验周期共八组材料 的拉伸 应力. 应变关 系曲线和 聚氨酯弹性体材料各力 学性能指标 。 由此分析 了随着试 验周期 的不 同湿热作用对聚氨 酯弹 性体 力学性能影响及其老化 率随湿热作用 的变化规律 。结 果表 明, 湿热作 用对材料 的弹 性模 量 ,
热塑性聚氨酯(PU)弹性体TPU的合成、加工以及性能解析

热塑性聚氨酯(PU)弹性体TPU的合成、加工以及性能解什么是聚氨酯TPU?.热塑性聚氨酯TPU,是一类加热可以塑化、溶剂可以溶解的聚氨酯。
热塑性聚氨酯与混炼型和浇注型聚氨酯比较,化学结构上没有或很少有化学交联,其分子基本上是线性的,然而却存在一定量的物理交换。
所谓物理交换的概念,在1958年由SchollenbergeC.S.首先提出,是指在线性聚氨酯分子链之间,存在着遇热或溶剂呈可逆性的“连接点”,它实际上不是化学交联,但起化学交联的作用。
由于这种物理交联的作用,聚氨酯形成了多相形态结构理论,聚氨酯的氢键对其形态起了强化作用,并使其耐受更高的湿度。
聚氨酯TPU有哪些分类?既然知道了热塑性聚氨酯TPU是什么,那它有哪些分类呢?按划分标准的不同,TPU可以有很多不同的分类。
比如,按软段结构可分为聚酯型、聚酸型和丁二烯型,它们分别含有酯基、酸基或丁烯基。
按硬段结构分为氨酯型和氨酯麻型,它们分别由二醇扩链剂或二胺扩链剂获得。
普遍常见的划分是分为聚酯型和聚酸型。
按有无交联可分为纯热塑性和半热塑性。
前者是纯线性结构,无交联键;后者是含有少量H尿基甲酸酯等交联键。
按制成品用途可分为异型件(各种机械零件)、管材(护套、棒型材)和薄膜(薄片、薄板)以及胶粘剂、涂料和纤维等。
聚氨酯TPU是怎样合成的?热塑性聚氨酯TPU虽然有很多分类,但从分子结构上来说,都是属于聚氨酯。
那么,它是怎么聚合而成的呢?按照合成工艺的不同,主要分为本体聚合和溶液聚合。
在本体聚合中,又可按有无预反应分为预聚法和一步法:预聚法是将二异鼠酸酯与大分子二醇先行反应一定时间,再加入扩链生产TPU;一步法是将大分子二醇、二异酸酯和扩链剂同时混合反应成TPUo溶液聚合是将二异氟酸酯先溶于溶剂中,再加入大分子二醇令其反应一定时间,最后加入扩链剂生成TPUoTPU的软段种类、分子量、硬段或软段含量以及TPU聚集态会影响TPU的密度,密度大约在1.10-1. 25之间,与其他橡胶和塑料无显著差异。
聚氨酯弹性体耐热性能研究进展

下 ,它 的长 期 使 用 温 度 不 能 超 过 8 ℃ , 期 使 用 0 短 温 度 不 能 超 过 1 0I 2 c =,这 大 大 限 制 了 它 的 应 用 范
围 ¨. 因此 开 发 高 耐 热 特 种 聚 氨 酯 弹 性 体 日益 成
为 聚 氨 酯 研 究 的 前 沿 问 题 . 文 综 述 了 国 内外 学 本 者 和 科 研 机 构 在 耐 热 P 弹 性 体 研 究 方 面 的 工 U
洛阳帅范学 院学报 2 1 0 1年第 1 期 1
苏 丽 丽 ,石雅 琳 ,张振 江 ,韦永继 , 赵 岩
( 明化工研究 院 , 黎 河南 洛阳 4 10 ) 7 0 0 摘 要 :本文 简述 了聚氨 酯弹性体 的热降解及热 氧 降解 的原 理和提 高其 耐热性 能的 常用 方法 ,主要 包括选择
耐热原材料 、分子 中引入有机 杂环 、使 用耐热填料和 形成互穿聚合物 网络 (IN) P 结构等.
2l年 1 月 01 1 第3 0卷 第 1 期 1
洛 阳 师 范 学 院学 报
J u n lo u y n r lU ie st o r a fL o a g No ma n v r i y
NO V.. Ol 2 1 Vo . No. 130 11
聚 氨 酯 弹 性 体 耐 热 性 能 研 究 进 展
关 键 词 :聚 氨 酯 ;弹 性体 ;耐 热
中图分类号 : Q 3. T 341
文献标识码: A
文章编号 : 0 9— 9 0 2 1 ) 1— 0 8— 4 10 4 7 ( 0 1 1 0 2 0
聚 氨 酯 弹 性 体 ( U) 有 高 强 度 、高 弹 性 、 P 具
1 2 聚 氨酯 弹性 体 的热 氧化 降解 .
热塑性聚氨酯弹性体性能的研究

polystyrene,SPUS
V
北京化工大学硕上研究生论文
北京化工大学位论文原创性声明
本人郑重声明:
所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下,独立
进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不含 任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重 要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声 明的法律结果由本人承担。
北京化工大学 硕士学位论文 热塑性聚氨酯弹性体性能的研究 姓名:李樾 申请学位级别:硕士 专业:材料科学与工程 指导教师:张军营 20100522
摘要
热塑性聚氨酯弹性体性能的研究
摘要
热塑性聚氨酯弹性体因其结构特性,具有强度高,弹性好,使用硬度 范围宽,力学性能优异,因此被广泛应用于煤矿、汽车、机械、纺织等的 各个领域。热塑性聚氨酯的熔体流动性对加工性能亦十分重要,只有兼顾 优良的力学性能和熔体流动性,热塑性聚氨酯才能有更广泛的应用。但是 在热塑性聚氨酯中,分子量、熔体流动性及力学强度是相互矛盾的,且在 TPU合成过程中难以控制。 为了使热塑性聚氨酯弹性体在保持热塑性的同时又能提高力学强度, 将端羟基聚苯乙烯引入到聚氨酯体系中,用单端羟基聚苯乙烯与聚氨酯预 聚体反应合成一种聚苯乙烯/聚氨酯/聚苯乙烯体系的聚合物(SPUS),提 出了一种聚苯乙烯改性聚氨酯的新方法。并对SPUS的结构进行表征,包 括:FTIR、GPC、DMA、XRD、TEM等。TEM的结果表明聚氨酯相能 和聚苯乙烯相产生较好的相分离;同时又研究了添加单端羟基聚苯乙烯对 SPUS力学性能的影响,结果表明与分子量相同的TPU相比,SPUS既保 持了一定的熔体流动性,又能显著提高力学强度;对于不同分子量的端羟 基聚苯乙烯,随着聚苯乙烯含量的增加,可以显著的提高嵌段聚合物的拉 伸强度,但会使断裂伸长率下降。当端羟基聚苯乙烯分子量为10000,合 成的SPUS中聚苯乙烯质量分数为25%时,SPUS具有最佳的力学强度。
热塑性聚氨酯弹性体的增硬与耐水性

第(期
张启卫等 # 热塑性聚氨酯弹性体的增硬与耐水性
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和 ! +& DD 双螺杆挤出机上, 试样可以很好地挤 试 出拉条和切粒, 当 J89 质量分数超过 &"; 时, 样的透明度和表面光洁度有所降低。由表 ! 的数 据还可见,试样的 !""; 定伸应力随 J89 质量分 拉伸强度和撕 数的增加而增大; (""; 定伸应力、 裂强度在 J89 质量分数小于 !"; 时, 随 J89 用量 的增加而略有上升,但超过 !%; 后,由于较多的 因此上述性能又随之 J89 和 <8O 的相容性不好, 稍有下降; 扯断伸长率则随着 J89 质量分数增加 而降低, 但下降幅度不明显。因此, 综合考虑加工 性能和物理机械性能, J89 的加入量以 !%; 为 宜。
具有高强度、 高 热塑性聚氨酯弹性体 ( $"%) 弹性、 高耐磨及耐油脂等性能。然而, 硬度较低的 $"% 往往难于挤出造粒,而且其最大的缺点是耐 水解性差, 价格较为昂贵, 这些不足都限制了它的 应用。因此, 在提高 $"% 的挤出加工性和耐水解 性, 以及对尽可能少降低 $"% 使用性能的前提下 尽量降低 $"% 的成本等方面的研究受到了广泛 关注 5 ’ 6 4 7 。聚合物的共混改性不但是改进聚合物 性能的有效途径,同时还可达到降低聚合物成本 的目的,现已成为高分子材料领域中十分活跃的 研究课题 5 ( 6 8 7 。 与 本工作采用功能化聚乙烯( !"#) 以提高 $"% 的挤出加工性和耐 $"% 共混的方法, 水解性。 ! !0 ! 试验部分 原材料
947 2 :4; 共混物与纯 947 相比主要物理机 械性能有一定的增强, 特别是提高了 947 的邵尔 < 型硬度,有利于挤出造粒,同时降低了 947 的 吸水率, 提高了其耐水解性能。
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2.1 添加 PCD对 聚 酯酸值 的 影响 采用 为 1000的 PBA,加 入 聚 酯二 醇 总 质量
分数 的 1%的抗水解 剂 PCD,分 别 在 80℃ 和 120℃ 的 温度下 搅 拌 ,每 隔 1 h取 样 测试 酸值 。加 入 PCD 后 ,温度对 聚 酯酸值 的影 响见 图 1。
酸值 :聚 酯 二 醇 加 入 抗 水 解 剂 PCD,在 特 定 温 度下 搅 拌 均 匀 ,每 隔 1 h取 样 ,按 照 HG/T 2708— 1995的方 法测 试 。
拉伸 强度 :采 用 GB/T 528-2009的方 法测试 。 耐湿 热 性 能 :TPU样 块 置 于相 对 湿 度 为 90%、 温度 为 8O℃ 的恒 温恒湿 箱 中 ,在不 同时间周 期测 试
吾
誊
画
链
(2.青 岛科技 大学化 工 学院 山东青 岛 266042)
摘 要 :以聚 酯二 醇 、二 苯基 甲烷 二异 氰 酸 酯和 1,4一丁 二 醇 为原 料 合成 了热 塑 性 聚氨 酯 (TPU)弹 性体 ,研 究 了抗 水解助 剂 聚碳化 二 亚胺 (PCD)对 TPU耐 湿热 性 能 的 影响 。 结果 表 明 ,PCD 的加入 可 以 降低 聚 酯 多元 醇的初 始 酸值 ,从 而抑制 酸加 剧 水 解 的作 用 。随 着 PCD 用量 的增 加 ,TPU的 耐 湿热 性 能增 强 。PCD使 得 低硬 度 的 TPU 以及 高分子 量 聚酯二 醇制备 的 聚 酯型 TPU耐 湿 热性 能 有 更显 著 的改善 ,当添加 质 量分数 为 1.2%的 PCD 时 ,TPU可获 得 最佳 的综合 性 能。 关键 词 :热 塑性 聚氨 酯 ;耐 湿热性 能 ;抗 水 解剂 ;聚碳 化二 亚胺 中 图分类 号 :TQ 323.8 文献 标识 码 :A 文章 编 号 :1005—1902(2018)01—0005—03
本 实 验 研 究 了 抗 水 解 助 剂 聚 碳 化 二 亚 胺 (PCD)对 聚酯 型 TPU耐湿 热性 能 的影 响 ,得 出 了抗 水解 助 剂对 不 同硬 段 含 量 和 聚 酯 原 料 合 成 的 TPU 产 品耐 湿热 性能 影 响情况 。
1 实验 部分
1.1 主 要原 料 聚 己二 酸.1,4一丁二 醇 酯二 醇 (PBA),相 对 分子
2018年 第 33卷 第 1期
2O18.V01.33 No.1
聚 氨 酯 工 业 POI URETHANE INDUsTRY
·5 ·
聚 酯 型 热 塑 性 聚 氨 酯 弹 性 体 耐湿 热性 能 的研 究 水
陈淑 海 , 宋小 娜 陈海 良 张 宁 刘福胜 。 (1.山 东一 诺威 聚氨 酯股份 有限公 司 山东淄博 255086)
将 PBA在 真 空 条 件 下 脱 水 ,BDO用 分 子 筛 除 水 ,使水 分小 于 0.03% 。准确 称量 PBA加入 不锈 钢 反应 釜 ,加热 至 120℃ ,加 人 PCD并 搅 拌 1 h至 混合 均匀 ,待 温 度 降 至 9O℃ 加 入 准确 计 量 的 BDO搅 拌 均匀 ,加 入准 确计 量 的 MDI,高速搅 拌 1 min,待 反应 温度 升 至 120℃时 ,将 反应 物 倒 人 预 先涂 有 脱 模 剂 的托 盘 中 ,放 人 120℃烘 箱 内后 硫 化 4 h,使 聚合 反 应完 全 。冷却 后 将 TPU破 碎 为 颗 粒 、再 注 塑 成 片 , 进行 性 能 测 试 。无 特 殊 说 明 的 TPU 采 用 M 为 1000的 PBA,TPU的硬度 为 邵 A 9O。 1.3 分 析测试
质 量 (M )1000~3000,自制 ;二 苯 基 甲烷 二 异 氰 酸 酯 (MDI),工业 级 ,科思创聚合物有 限公 司;1,4-丁 二 醇 (BDO),工业 级 ,新 疆 美 克化 工 股份 有 限公 司 ; 聚碳 化 二 亚 胺 (PCD,Stabaxol P),工 业 级 ,德 国 Rhein Chemie公 司 。 1.2 TPU试 样 制备
基金项 目:山东省博士后创新项 目专项资金 资助项 目(项 目编号 :201603006)。
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聚 氨 酯 工业
第 33卷
其力 学性 能 ,计算水 解 前后 的拉 伸强 度保 持率 ,并对 加 PCD前后 TPU的拉伸强度保 持率进行 比较 ,得 到加 PCD后 的 TPu拉 伸强度 保 持率 品 的 机 械性 能优 异 ,应 用 广泛 1-2]。聚酯 型 TPU含 有 内 聚 能较 高 的酯 基 , 可 形成 较 强 的分 子 内氢 键 ,强 度 较 高 ,但 因 TPU 分 子含 有 大 量极 性 基 团 ,容 易 吸 收 空气 中 的水 分 。一 方 面 ,吸 收 的水 分起 增 塑作 用 ,导 致 TPU物性 下 降 , 但这 种 作用 是可 逆 的 ;另一 方 面 ,水起 降解 作 用 ,特 别 在高 温 高湿 环境 下使 用 时 ,容 易发 生水 解作 用 ,导 致 物性 降低 ,缩 短 其 使 用 年 限 ,这 个 过 程 是 不 可 逆 的 ]。聚 酯 型 TPU 的水 解 断 键 可 能 发 生 在 酯基 或 氨酯 基 上 ,由于前者 较后 者更 易水 解 ,且水 解产 生 的 酸反 过 来 又促 进 酯 基 的水 解 J,浸 泡 时 间越 长 ,力 学性 能 下 降 幅度 越 大 j。 通 过 添 加 抗 水 解 剂 可 消 耗水 解 产 生 的 酸 ,从 而 抑 制 酸 对 水 解 作 用 的 加 剧 。 因此 ,通 过 添加抗 水 解剂 改 善 聚酯 型 TPU 的耐水 解 性 能尤 为重 要 。