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微孔聚氨酯弹性体材料扩链剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2018-2-25 12:38:45
本文分析微孔聚氨酯弹性体材料扩链剂对微孔弹性体动静刚度比的影响。微孔聚氨酯弹性体材料扩链剂主要包括二官能度的扩链剂和三官能度以上的交联剂,此处统称微孔聚氨酯弹性体材料扩链剂,它主要是通过改变分子的交联程度,有效降低动载时机械能转化为内能,从而降低PUME的动静刚度比。

实验以总聚醚多元醇100份(聚醚多元醇D∶GEP-330N=75∶25),水用量0.3份,分别尝试了向体系中加入 二官能度的BDO和三官能度的GE-303。表2为无添加GE-303,添加不同量的BDO扩链剂对PUME动静刚度比的影响。

随着BDO用量的增加,材料的动静刚度比先减小后增大。当BDO用量为10份时,材料的动静刚度比最低,为1.36。这可能是因为聚醚型微孔聚氨酯弹性体是一种含软链段和硬链段的嵌段聚合物,由于两种链段的热力学不相容,通常会产生相分离,当BDO用量小于10份时,分子交联度不够,软链段分子链滑动较大,宏观上表现为形变滞后于应变,动静刚度比大,而当BDO用量大于10份时,分子交联密度过高,软硬段分子链排列混乱,致使材料在动载时内能增大,动静刚度比增大。

随着混合微孔聚氨酯弹性体材料扩链剂含量的增加,材料的动静刚度比也是先减小后增大。在GE-303和BDO加入量均为10份时,材料的动静刚度比最低为1.34。这可能是由于BDO用量在10份时,即材料交联恰到好处时,引入三官能度微孔聚氨酯弹性体材料扩链剂GE-303使软链段网络交联更加充分,软链段与硬链段的两相相互咬合最佳,内能消耗最小,动静刚度比达到最小。

水用量过多会使材料密度降低,形成更多的开孔结构,降低了孔壁强度,影响材料的尺寸稳定性。实验以总聚醚多元醇100份(聚醚多元醇A∶GEP-330N=75∶25),微孔聚氨酯弹性体材料扩链剂BDO8份,研究了水用量在0.1~0.4份时对PUME的动静刚 度比的影响。



4—羟乙基氧乙基—1—羟乙基苯二醚,扩链剂HQEE性能说明:

本品常温下不易流动,当温度高于27℃时,其粘度逐渐变小,可以流动。由液体HQEE-L制成的聚氨酯制品除具有由固体HQEE制成的产品所具有的常规性能外,还具有优异的抗张强度、延伸率、柔软挠曲性能等特点。该产品可溶于二甲基乙酰胺 (DMAC).

4—羟乙基氧乙基—1—羟乙基苯二醚,扩链剂HQEE主要用途:

作为TDI / MDI系列聚氨酯制品的扩链剂,广泛应用于聚氨酯粘合剂、涂料、密封胶、弹性体、PU泡沫、氨纶、体育设施等领域。该产品尤其适应于中高硬度的制品。



水用量在0.1~0.4份的范围内PUME的动静刚度比均大于1,且水量对PUME的动静刚度比影响较小。这是由于PUME可以被认为是聚氨酯和微孔的复合体,聚氨酯具有粘弹性,在外力作用下,其形变跟不上应力作用,从而宏观上表现为在动态加载条件下形变位移比静态时较小,即动刚度大于静刚度,比值大于1。

而水在本实验中的主要作用是产生气泡形成微孔,微孔中的空气可以看成纯弹性的弹簧,弹簧的动静刚度比是1,所以在一定范围内水量对整体PUME的动静刚度比影响不大。通过动静刚度比数据分析和实际材料尺寸测量,实验发现当水量为0.3份时,材料动静刚度比相对较低,发泡倍率适宜,尺寸稳定且静刚度合适。

聚合物多元醇对动静刚度比的影响。一般来说,聚合物多元醇对聚氨酯微孔弹性体 的作用主要是两个:一是它的分散相固体微粒在发泡过程中附着在泡孔壁上,起弱化泡孔膜作用,增加开孔率,较少收缩,改善发泡工艺;二是起成核剂作用,使气泡均匀,从而改善发泡工艺。考虑到聚合物多元醇的上述优点,在聚醚多元醇D和GEP-330N总量与比例不变的情况下,加入聚合物多元醇改变发泡工艺来降低材料的动静刚度比。

引入聚合物多元醇后,动静刚度 比也是先减小后增大,当聚合物多元醇加入量为10份时,动静刚度比最小为1.24,这可能是因为聚合物多元醇用量在10份时,材料的发泡最均匀且开孔率高,泡空膜被弱化,从而降低空气与气泡壁的摩擦,减少动载下的机械能损失,使材料的动静刚度比进一步降低。

通过实验表明,总聚醚多元醇100份(聚醚 多元醇D∶GEP-330N=75∶25)下,聚合物多元醇、BDO、GE-303和水的用量分别为10份、10份、10份和0.3份时,可制备出较低动静刚度比的PUME,其 动静刚度比最低可达到1.24,完全可以应用在高载荷高频率减震材料的制造中。


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