PTMG/PEG共聚醚型聚氨酯弹性体的制备及改性

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本文采用酯交换缩聚法,以聚乙二醇(PEG)和聚四氢呋喃醚二醇(PTMG)为软段,1,6-六亚甲基二氨基甲酸甲酯(HDC)为硬段,1,4-丁二醇(BDO)为扩链剂制备共聚醚型聚氨酯弹性体(CEUs),并通过力学表征、IR、DSC、TGA等方法,考察了不同PEG含量对CEUs结构和性能的影响。通过一系列对比实验,探讨了催化剂种类和工艺条件对CEUs力学性能的影响。采用FWO法算出了CEUs热降解过程的动力学参数,通过添加抗氧剂来进一步改进CEUs的热氧稳定性。结果如下:当PEG含量在软段中的比例为10%时,CEUs的力学性能、耐热性和耐水性都较优。  通过工艺优化,筛选出较优工艺条件为:二月桂酸二丁基锡为催化剂,物料配比n(HDC)∶n(PTMG+PEG)∶n(BDO)=1.0∶0.9∶0.1,催化剂质量为原料总质量的0.10wt%,预聚温度130℃,预聚压力0.002MPa,预聚时间45min,缩聚温度175℃,缩聚时间180min。在该条件下,聚氨酯弹性体的特性粘数为1.22dL·g-1,数均摩尔质量为5.72×104,初始热分解温度为208℃,邵尔A硬度为70,断裂拉伸强度为61.25MPa,断裂拉伸率为2718%。在对CEUs热降解机理的分析过程中,得到了CEUs热降解过程中基团的降解顺序,并通过FWO法与Crane公式计算出两个阶段的活化能Ea和降解反应级数n分别为122.9kJ/mol和0.648、225.3kJ/mol和0.950。抗氧剂的加入改变了软段中醚键结构的邻近电子基团,提高了CEUs的耐热性能,当抗氧剂-1098与抗氧剂-168的复配比为2∶1时,CEUs的热氧稳定性较优。
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