【碩士】聚氨酯改性及性能研究

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　　【碩士】聚氨酯改性及性能研究　　授予學(xué)位：碩士　　學(xué)位授予單位：上海交通大學(xué)　　學(xué)位年度：2007　　聚氨酯具有優(yōu)良的耐磨性能、韌性、及高抗沖性等，不僅是一類用途廣泛的工程材料，而且還是涂料中重要的基材。不過(guò)，用傳統(tǒng)原料和方法制備的聚氨酯基材的耐熱性較弱，因而限制了它在涂料中的進(jìn)一步應(yīng)用。　　通過(guò)共聚的方式將耐熱性基團(tuán)及剛性基團(tuán)引入到聚氨酯主鏈中去，是改善聚氨酯基材耐熱性能及機(jī)械性能的重要方法。本研究分別從硬段和軟段兩個(gè)方面對(duì)聚氨酯進(jìn)行了改性。首先合成了一種含氟芳族二醚胺，并以此為擴(kuò)鏈（交聯(lián)）劑，制備了聚氨酯改性基材，并對(duì)其結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行了討論。此外，將有機(jī)硅引入聚氨酯分子主鏈中，從軟段的角度對(duì)聚氨酯基材進(jìn)行了改性。具體研究?jī)?nèi)容如下：　　 1. 以含氟二苯醚二胺為擴(kuò)鏈交聯(lián)劑制備聚氨酯改性基材用兩步法合成了一種新型含氟芳香族二醚胺BAFP，并用紅外光譜、核磁共振、元素分析等方法對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析驗(yàn)證。分別以BAFP 和傳統(tǒng)的3,3′-二氯-4,4′-二氨基二苯基甲烷（MOCA）為擴(kuò)鏈交聯(lián)劑，采取相同的反應(yīng)條件，用預(yù)聚體法制備了兩種聚氨酯基材FPUU 和MPUU。熱重分析的結(jié)果表明，F(xiàn)PUU 基材的熱分解穩(wěn)定性高于MPUU，這應(yīng)該是由于氟原子和較多芳醚環(huán)的引入，使得聚氨酯基材分子之間的內(nèi)聚能變大，所以熱分解穩(wěn)定性較好。由拉伸測(cè)試的結(jié)果可知FPUU 基材的拉伸強(qiáng)度和硬度高于MPUU，但斷裂伸長(zhǎng)率相差不大?！　? 此外由紅外光譜和差示掃描量熱分析的結(jié)果可知，F(xiàn)PUU 軟硬兩相微區(qū)的相容性相對(duì)較大，硬段微區(qū)尺寸較小，數(shù)量較多，于是硬段能夠更加均勻地分散在軟段微區(qū)中。而由此也可以推斷，F(xiàn)PUU 基材的微相混容程度比MPUU 高，可能是F 原子的引入使得兩相間的作用力增大的緣故?！　? 2. 有機(jī)硅改性聚氨酯基材的研究用碳羥基封端的聚二甲基硅氧烷（PDMS）和聚四氫呋喃二醇組成混合聚醚，采取本體聚合的方法，將有機(jī)硅鏈段引入到了聚氨酯主鏈中?！　? 場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡和能量散射X-射線光譜的研究結(jié)果表明，PDMS 加入量超過(guò)10％后，有機(jī)硅向表面富集的程度便趨于飽和。此外由熱失重分析結(jié)果可知，引入少量PDMS后，聚氨酯基材的熱分解穩(wěn)定性得到了提高，而其機(jī)械性能并沒有受到太大影響。不過(guò)與前面的新型擴(kuò)鏈劑改性后的基材相比，有機(jī)硅改性基材的各項(xiàng)熱分解溫度均相對(duì)偏低。這或許可以說(shuō)明，從軟段進(jìn)行改性，所得基材熱分解穩(wěn)定性的改善效果不如從硬段進(jìn)行改性的效果顯著?！　哪芰可⑸鋁-射線光譜和表面水接觸角的研究結(jié)果可知，將有機(jī)硅引入聚氨酯主鏈后，有機(jī)硅鏈段具有向表面富集的傾向，只是富集的程度不如其他研究中將其引入聚氨酯側(cè)鏈后的富集程度高?！　?

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