聚氨酯弹性体结构对阻尼性能及力学性能的影响
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聚氨酯弹性体检测标准聚氨酯弹性体是一种常见的材料,广泛应用于家具、汽车座椅、鞋底、垫子等领域。
为了确保产品质量和安全性,对聚氨酯弹性体进行检测是非常重要的。
本文将介绍聚氨酯弹性体的检测标准,以便相关行业人士更好地了解和掌握相关知识。
一、外观检测。
外观是聚氨酯弹性体产品的第一印象,也是消费者选择产品的重要因素之一。
外观检测主要包括产品的色泽、表面平整度、气泡、疵点等方面。
色泽应均匀,无色差;表面应平整光滑,无明显凹凸不平;气泡和疵点应尽量避免或控制在合理范围内。
二、物理性能检测。
1. 密度检测。
聚氨酯弹性体的密度直接影响其质量和使用性能。
密度检测可采用水排法、醋酸铅法等方法,通过测量质量和体积来计算密度值。
2. 强度检测。
强度是衡量聚氨酯弹性体抗拉、抗压、抗撕裂等性能的重要指标。
常用的检测方法包括拉伸试验、压缩试验、撕裂试验等。
3. 弹性检测。
弹性是聚氨酯弹性体的特性之一,影响产品的舒适性和耐久性。
弹性检测可以通过压缩变形率、回弹率等指标来评估。
三、化学成分检测。
聚氨酯弹性体的化学成分直接关系到产品的环保性和安全性。
化学成分检测包括主要原料的成分和含量、有害物质的检测等。
四、耐久性检测。
耐久性是衡量聚氨酯弹性体产品使用寿命的重要指标。
耐久性检测可以通过循环压缩试验、磨损试验、老化试验等方法来评估产品的使用寿命和性能衰减情况。
五、燃烧性能检测。
聚氨酯弹性体的燃烧性能直接关系到产品的安全性。
燃烧性能检测包括燃烧速率、烟雾产生量、燃烧后残留物等指标的测试和评估。
六、环境适应性检测。
环境适应性检测主要包括产品在高温、低温、潮湿等环境条件下的性能变化情况,以及产品对光、氧、臭氧等因素的抵抗能力。
七、其他特殊性能检测。
根据聚氨酯弹性体产品的具体用途和特殊要求,还可以进行其他特殊性能的检测,如导电性能、防水性能、抗菌性能等。
总结。
聚氨酯弹性体的检测工作需要综合运用外观检测、物理性能检测、化学成分检测、耐久性检测、燃烧性能检测、环境适应性检测等多种手段和方法,以全面评估产品的质量和性能。
阻尼隔音毡材料成分引言阻尼隔音毡是一种常用的材料,用于减少噪音和振动的传播。
它广泛应用于建筑、交通工具和机械设备等领域。
阻尼隔音毡的成分是决定其性能的关键因素之一。
本文将详细介绍阻尼隔音毡材料的成分及其特点。
主要成分1. 聚合物基质阻尼隔音毡的主要成分之一是聚合物基质。
聚合物是一种高分子化合物,具有良好的弹性和耐磨性。
常见的聚合物基质包括橡胶、聚酯和聚氨酯等。
1.1 橡胶橡胶是一种弹性体,具有优异的拉伸强度和耐磨性。
它可以有效地吸收噪音和振动,并且在高温和低温环境下仍能保持良好的性能。
常见的橡胶材料包括丁苯橡胶、丁腈橡胶和硅橡胶等。
1.2 聚酯聚酯是一种具有高强度和耐化学腐蚀性的聚合物。
它可以有效地减少噪音和振动的传播,并且具有良好的耐久性。
常见的聚酯材料包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚丙烯酸乙二醇酯(PBT)等。
1.3 聚氨酯聚氨酯是一种具有高弹性和耐磨性的聚合物。
它可以有效地吸收噪音和振动,并且在低温下仍能保持良好的性能。
常见的聚氨酯材料包括聚氨酯泡沫和聚氨酯涂层等。
2. 阻尼剂阻尼隔音毡中还含有阻尼剂,用于增加材料的阻尼性能。
阻尼剂可以吸收噪音和振动的能量,减少其传播。
常见的阻尼剂包括填料和添加剂等。
2.1 填料填料是一种用于增加材料体积并改善其性能的物质。
常见的填料包括纤维素、石墨和金属粉末等。
填料可以有效地增加材料的密度和硬度,提高其阻尼性能。
2.2 添加剂添加剂是一种用于改善材料性能的化学物质。
常见的添加剂包括抗氧化剂、稳定剂和润滑剂等。
添加剂可以提高材料的耐老化性能,延长其使用寿命。
特点与应用阻尼隔音毡材料具有以下特点:•高强度:聚合物基质赋予阻尼隔音毡高强度和耐磨性,使其能够承受较大的压力和冲击。
•良好的阻尼性能:阻尼剂有效地吸收噪音和振动的能量,减少其传播。
•耐高温:部分聚合物基质具有良好的耐高温性能,适用于高温环境下的隔音需求。
•耐久性:聚酯等材料具有良好的耐久性,可长期保持其阻尼效果。
聚氨酯泡沫材料动态力学性能聚氨酯泡沫材料是一种具有轻质、高强度、耐冲击性和隔热性能的材料,广泛应用于建筑、交通、包装、家具和电子等领域。
其动态力学性能是指在动态载荷下,聚氨酯泡沫材料的变形、振动和震动等行为。
以下将详细介绍聚氨酯泡沫材料的动态力学性能。
首先是聚氨酯泡沫材料的压缩性能。
在受到压缩力作用时,聚氨酯泡沫材料具有良好的吸能能力,能够吸收并分散压力,减缓外部力对其他部件的冲击。
此外,聚氨酯泡沫材料的回弹性能也很好,在外部力解除后能够恢复原状,不易变形。
其次是聚氨酯泡沫材料的振动性能。
聚氨酯泡沫材料的密度较低,结构松散,因此具有较好的吸振性能。
在受到外部振动力作用时,聚氨酯泡沫材料能够吸收和分散振动能量,减少振动的传递和传播,保护其他部件不受振动影响。
这使得聚氨酯泡沫材料在防震降噪领域有着广泛的应用。
再次是聚氨酯泡沫材料的冲击性能。
聚氨酯泡沫材料具有较高的强度和韧性,能够在受到冲击力作用时发挥良好的耐冲击性能。
聚氨酯泡沫材料的结构松散,能够缓冲和分散冲击能量,减少外部冲击对其他部件的损害。
因此,聚氨酯泡沫材料常被用作包装材料、防护材料和保险材料等,能够有效保护产品不受损坏。
此外,聚氨酯泡沫材料还具有良好的隔热性能。
其结构中含有大量的气孔,这些气孔具有良好的隔热性能,能够减少热量的传导。
聚氨酯泡沫材料的热导率较低,能够有效防止热量传递,保持温度的稳定性。
因此,聚氨酯泡沫材料在建筑和冷链运输等领域有着广泛的应用。
除了上述动态力学性能外,聚氨酯泡沫材料还具有良好的耐化学性能、耐水性能和耐老化性能。
聚氨酯泡沫材料能够在酸、碱、溶剂等恶劣环境条件下保持稳定性能,并且不易受水分、湿度和紫外线等因素的影响,保持较长的使用寿命。
总结起来,聚氨酯泡沫材料具有优异的动态力学性能,包括压缩性能、振动性能、冲击性能和隔热性能等。
这些性能使得聚氨酯泡沫材料在多个领域有着广泛的应用前景,如建筑领域的隔热材料、交通领域的减震材料、包装领域的缓冲材料等。
聚氨酯阻尼材料的制备及表征方法一材料简介阻尼材料是一种能吸收振动机械能,并将之转化为热能而耗散的功能材料,阻尼减振降噪技术利用阻尼材料在变形时把动能转变成为热能的原理,降低结构的共振振幅,增加疲劳寿命和降低结构噪声。
各类阻尼材料已广泛应用于导弹、卫星、飞机、舰船、汽车工业等许多领域。
高聚物阻尼材料因其自身的粘弹特性,是一种能够有效吸收振动能量的能材料。
高分子阻尼材料的种类非常多,其中以聚氨酯(PU)为基体的阻尼材料是研究时间最早、研究最深入的高分子阻尼材料之一,聚氨酯可以通过设计控制其交联密度、分子结构中软硬段的种类和比例、填料的种类和含量以及采用互穿聚合物网络技术等手段获得复合应用要求的聚氨酯阻尼材料。
聚氨酯阻尼材料按用途可分为阻尼黏合剂、阻尼泡沫、阻尼涂料、阻尼弹性体等,这些材料已广泛应用于航空航天、汽车、船舶制造、精密仪器、建筑装饰等国民经济各个领域。
文中介绍了近年来聚氨酯基阻尼材料的研究进展,重点讨论了聚氨酯阻尼材料的制备方法、机理研究以及影响其相关性能的因素二阻尼机理高分子材料具有黏弹性,在受到交变外力作用时,应变落后于应力,存在滞后现象。
在每一循环过程中,要发生力学耗散而消耗能量即产生内耗,从而起到阻尼的作用。
高分子阻尼材料属于粘弹性阻尼材料,兼有某些粘性液体在一定流动的状态下损耗能量的特性和弹性固体材料储存能量的特性。
高分子聚合物由于其特殊结构,在玻璃化转变区域内,即在Tg附近,有很好的阻尼减震性能。
从高分子链段运动的角度来看,在玻璃化转变Tg以下,高分子链段的自由运动是完全被冻结的。
整个高分子处于玻璃固体状态,模量很高,不能散发机械能,只能将机械能作为位能储存起来。
在Tg以上的高弹性,链段可以自由运动,整个高分子材料显示出高弹态固体特征,模量低,亦不能散发机械能只能将机械能转化为形变能储存起来。
在玻璃化转变区内,高分子链段是由完全冻结状态向自由运动状态转变的过程,在外力作用下,软硬链段发生摩擦,从而将一部分机械能转化为热能耗散掉,因而有较好的阻尼性能。
弹性聚氨酯用途弹性聚氨酯是一种具有优异物理性能和化学性能的材料,广泛应用于各种不同领域。
其主要用途包括但不限于以下几个方面:1. 机械领域:弹性聚氨酯材料具有出色的耐磨损性、耐冲击性和耐疲劳性能,因此被广泛应用于机械领域。
例如,弹性聚氨酯可以用于制造缓冲垫、减震器和密封件等机械零件。
同时,由于其优异的耐腐蚀性能,弹性聚氨酯还可以用于制造耐酸碱盐的管道、阀门和储罐等设备。
2. 交通运输领域:弹性聚氨酯可以替代传统的橡胶材料用于汽车、火车和飞机等交通工具的制造中。
它具有轻质、高强度和优异的耐疲劳性能,能够提高整个交通运输系统的效率和安全性。
此外,弹性聚氨酯还可以用于制造轮胎、车轮、悬挂系统和座椅等部件,以提供更好的舒适性和可靠性。
3. 医疗保健领域:弹性聚氨酯被广泛用于医疗器械和医疗设备中。
例如,在手术器械方面,弹性聚氨酯可以用于制造手术治疗器械的手柄、握把和外壳等部件,以提供更好的抓握感和舒适性。
此外,弹性聚氨酯还可以用于制造矫形器、假肢和义肢等医疗辅助设备,以提供更好的支撑和缓冲效果。
4. 体育用品领域:弹性聚氨酯也常被应用于制造体育用品。
例如,在球类运动中,弹性聚氨酯可以用于制造篮球、足球和排球等球体,以提供更好的回弹性和手感。
此外,弹性聚氨酯还可以用于制造跑鞋中的中底材料,以提供更好的缓冲性和稳定性。
5. 建筑装饰领域:弹性聚氨酯可以用于室内外建筑装饰中,其优良的隔音、保温和防震性能使其成为理想的装饰材料。
例如,弹性聚氨酯可以用于制造墙板、吊顶、地板等装饰材料,以提供更好的舒适性和环保性能。
总体来说,弹性聚氨酯作为一种多功能的材料,具有广泛的应用前景。
随着科技的不断发展和材料制造技术的日益完善,弹性聚氨酯在各个领域的应用将会更加普及和深入。
聚氨酯弹性体在不同环境条件下的老化性能目录一、内容概述 (2)1.1 研究背景与意义 (2)1.2 国内外研究现状 (3)二、聚氨酯弹性体的基本概念与性能特点 (5)2.1 基本概念 (6)2.2 性能特点 (7)三、聚氨酯弹性体在不同环境条件下的老化性能理论基础 (8)3.1 老化机理 (9)3.2 老化影响因素 (10)四、聚氨酯弹性体在自然环境条件下的老化性能 (11)4.1 高温环境 (13)4.2 低温环境 (14)4.3 湿热环境 (15)4.4 其他环境因素 (16)五、聚氨酯弹性体在特殊环境条件下的老化性能 (17)5.1 紫外老化 (19)5.2 臭氧老化 (19)5.3 电离辐射老化 (20)六、聚氨酯弹性体老化性能改进方法 (21)6.1 材料选择与优化 (22)6.2 添加剂应用 (24)6.3 表面处理技术 (25)七、结论与展望 (26)一、内容概述本文档旨在研究和分析聚氨酯弹性体在不同环境条件下的老化性能,以期为相关领域的科研人员和工程师提供有关聚氨酯弹性体的性能特点、老化过程及其对产品性能的影响等方面的科学依据。
通过对聚氨酯弹性体在不同环境条件下的老化性能进行系统的研究,可以为聚氨酯弹性体的生产、应用和维护提供有益的参考。
1.1 研究背景与意义随着科技的快速发展,聚氨酯弹性体(Polyurethane Elastomer)作为一种重要的高分子材料,因其独特的物理和化学性质,被广泛应用于汽车、建筑、航空航天、电子电气等多个领域。
在实际使用过程中,聚氨酯弹性体会受到多种环境因素的影响,如温度、湿度、紫外线辐射、化学介质等,导致其性能逐渐下降,出现老化现象。
这不仅影响了聚氨酯弹性体的使用寿命,也给相关产业带来了不小的经济损失。
研究聚氨酯弹性体在不同环境条件下的老化性能,对于提高材料的使用寿命、推动相关产业的发展具有重要的理论与实际意义。
聚氨酯弹性体的应用广泛且深入,其性能的好坏直接关系到各行业的运行安全和产品质量。
浇注型聚氨酯弹性体优缺点总结浇注型聚氨酯弹性体的主要优点1、性能的可调理范围大多项物理机械性能指标均可经过对原资料的选择和配方的调整,在一定范围内变化,从而满足用户对制品性能的不同请求。
譬如硬度,常常是用户对制品的一个重要指标,聚氨酯弹性体既可制成邵尔A硬度20左右的软质印刷胶辊,又可制成邵尔D硬度70以上的硬质轧钢胶辊,这是普通弹性体资料所难以做到的。
聚氨酯弹性体是由许多柔性链段和刚性链段组成的极性高分子资料,随着刚性链段比例的进步和极性基团密度的增加,弹性体原强度和硬度会相应进步。
2、耐磨性能优越特别是在有水、油等润湿介质存在的工作条件下,其耐磨性常常是普通橡胶资料的几倍到几十倍。
金属资料如钢铁等固然很坚硬,但并不一定耐磨,如黄河灌溉区的大型水泵,其过流部件金属口环和维护圈经过大量泥沙的冲刷,用不了几百小时就严重磨损漏水,而采用聚氨酯弹性体包覆的口环和维护圈(旋流器)则连续运转1800小进仍未磨损。
其它如碾米用的砻谷机胶辊、选煤用的振动筛筛板、运动场的径赛跑道、吊车铲车用的动态油密封圈、电梯轮和旱冰鞋轮、聚氨酯实芯轮胎、复印机和丝网印刷刮板等等也都是聚氨酯弹性体的用武之地。
在此需提到的一点是,要进步中低硬度聚氨酯弹性体制件的摩擦系数,改善在承载负荷下的耐磨性能,可在这类聚氨酯弹性体中添加少量二硫化铝、石墨或硅油等光滑剂。
3、加工方式多样,适用性普遍浇注型聚氨酯弹性体既可跟通用橡胶一样采用塑炼、混炼、硫化工艺成型(指MPU);也能够制成液体橡胶,浇注模压成型或喷涂、灌封、离心成型(指CPU);还能够制成颗粒料,与普通塑料一样,用注射、挤出、压延、吹塑等工艺成型(指TPU)。
模压或注射成型的制件,在一定的硬度范围内,还能够停止切割、修磨、钻孔等机械加工。
加工的多样性,使聚氨酯弹性体的适用性非常普遍,应用范畴不时扩展。
4、耐油、耐臭氧、耐老化、耐辐射、耐低温,透声性好,粘接力强,生物相容性和血液相容性优。
2002006年橡胶新技术交流暨信息发布会四氢呋喃均聚醚聚氨酯弹性体—二影响PTMG—PU环境性能的因素刘凉冰(山西省化工研究所,山西太原030021)摘要:介绍了四氢呋喃聚醚(PTMG)聚氨酯弹性体的性能。
讨论了化学结构因素对PU弹性体环境性能的影响。
环境性能包括耐热性能、耐水性能、低温性能、耐介质性能、耐紫外线性能、耐磨性能、内生热、疲劳性、透明性、回弹性、导电性能等等。
关键词:聚氨酯;弹性体PTMG;环境性能;二异氰酸酯;扩链剂四氢呋喃均聚醚是由四氢呋喃在催化剂的作用下,开环聚合而得到的产物,其英文名为PolyteramethyleneEtherGlycol,通常简称PT—MG或PTMEG。
它主要用于生产聚氨酯弹性体,聚氨酯弹性纤维(氨纶)和醚酯共聚弹性体。
聚醚型聚氨酯弹性体综合性能最佳的是基于PT-MG的聚氨酯弹性体(PTMG-PU)。
这种弹性体不仅具有硬度范围宽、强度高、伸长率大和回弹性好等力学性能,还具有耐水性能、低温性能、耐霉菌性、耐磨性、耐酸碱介质,抗疲劳性等优异性能。
因此PTMG型聚氨酯弹性体被广泛应用于煤矿、石油、机械、汽车等领域。
如密封圈、筛板、胶辊、电缆护套、管道涂层、球磨机衬里、轴套等等。
有关PTMG-PU弹性体的研究文章国内外报导很多口叫],但综合报导PTMC-PU的环境性能的文章很少。
本文就影响PTMG-PU弹性体环境性能的一些因素进行讨论。
1耐热性能1.1热分解在热降解过程中,软段多元醇相对分子质量(Mn)对聚氨酯弹性体的热失重速率有一定影响,但对分解温度没有明显影响。
如MDI/BDO/PT-MG弹性体,软段Mn低,聚氨酯的失重速率高,热稳定性下降,反之亦然。
聚氨酯的热分解温度与Mn几乎无关,其温度非常接近约300'C(见图1)151。
而硬段类型不同却影响着热分解温度和热失重速率(见图2)[朝。
从图2中看出,MDI/HQQE+BDO弹性体热分解温度高于TDI/MpCA的温度,可以说明前者PU耐热性能较好。
浇注型聚氨酯1概述聚氨酯弹性体(PUE,PolyurethaneElastomer)是一类综合性能优良的高分子合成材料,包含有浇注型聚氨酯弹性体(CPU)、热塑型聚氨酯弹性体(TPU)和混炼型聚氨酯弹性体(MPU),微孔聚氨酯弹性体、聚氨酯防水材料、鞋底材料、铺装材料等。
CPU 在加工前成型前为粘性液体,故有“液体橡胶”之称,它是以液态低聚物多元醇、异氰酸酯和小分子扩链剂为原料,使用液体混合浇注的加工成型方法,经扩链交联反应得到固化交联的高弹性产物。
CPU 成型工艺简单,形成的弹性体分子完整程度高,最大限度发挥了聚氨酯弹性体的特点,综合性能也优于 MPU 和 TPU,因而成为聚氨酯弹性体中产量最大、应用范围最广的品种。
在许多工业领域中,CPU 正在逐步地取代传统金属和硫化橡胶,取得越来越广泛的应用。
浇注法也是本课题制备聚氨酯弹性体采用的方法。
MPU 加工的第一步是合成高粘度、储存稳定、可以混炼加工的聚氨酯生胶(线性分子,分子量为 20 000~30 000),然后在开炼机或密炼机中将其与硫化剂、促进剂、补强性填料等相混合,经成型最后硫化成具有弹性体物理化学性能的聚氨酯弹性体,可以看到,MPU 的加工方法和传统橡胶相似,因而是最早获得工业生产和应用的一种聚氨酯弹性体,但 MPU 的性能比 CPU 和 TPU 差,硬度一般在 ShoreA55~A80,工艺复杂,产量较小。
TPU 常采用一步法生产,即将聚合物多元醇、二异氰酸酯和小分子扩链剂混合,在双螺杆反应器中反应,然后切粒和干燥,使用塑料挤出、注射成型的加工方法进行生产。
TPU 的数均分子量较大,硬度较高。
聚氨酯弹性体是由相对分子质量大的聚醇软段和相对分子质量低的二异氰酸酯与二胺或二醇合成的硬段所构成的弹性体。
软段提供弹性体的韧性、弹性和低温性能;硬段贡献弹性体的刚性、强度以及耐热性[1]。
聚氨酯弹性体具有优异的综合性能,因而广泛应用于各种领域。
聚氨酯胶辊、胶轮、筛板、密封件等仍然是浇注型聚氨酯弹性体的重要产品,质量在提高、品种在增加、应用领域在扩大是其发展趋势。
聚氨酯的性能(第四章)晨光化工研究院(成都)徐大勇译于97年3~4月Email:************Polyurethanes Chemistry,Technology and ApplicationsProfessor Z.Wirpsza Polytechnical University,Radom,PolandTranslation EditorProfessor T.J.KEMPUniversity of WarwickELLIS HORWOODNew YorK London ToronTo Sydney Tokyo Singapore4.1概述:聚氨酯是链段聚合物,就是由刚、柔链段交替组成(图4.1),非链段的热塑性PUR由二异氰酸酯和低分子量多元醇制成,例如由HDI和1,4—BG,性能与聚酰胺类似,但无实际意义,因为聚酰胺是廉价的大宗塑料,典型的链段PURS是线性热塑性聚氨酯(TPUR)和高回弹性的PUR纤维。
PUR的性能由许多因素决定,这些因素与分子结构和超分子结构有关。
这些因素包括:链段的柔性,柔性、刚性链段的尺寸,聚合物中两种链段的比例,氢键,范德华力,芳香环的尺寸及对称性,链的内部缠绕,链的取向,交联点,相分离和结晶。
一些专题论文出版物介绍了PUR的性能(cf,Fundamental References)。
图4.2列出了刚性和交联对用途、性能的影响,就是聚氨酯的应用范围。
PURs的优点包括高的机械强度,耐磨性(是天然橡胶的160倍)【2】,耐烃类(燃料)性,吸收许多机械能得能力。
4.2物理和力学性能4.2.1聚合物的平均分子量(RMM)由HDI和BG制成的聚氨酯链为了保证足够的强度至少需要10000的分子量,线性PUR需ca.30000,RMM增加,下列性能逐渐增加:m.p.,拉伸强度(图4.3),弯曲强度,耐磨性,同时可溶性降低了。
力学性能随分子量增至35000~40000【3,4】,性能的变化停止了。
第43卷 第11期 包 装 工 程2022年6月PACKAGING ENGINEERING ·70·收稿日期:2021–07–27作者简介:郭彬(1975—),男,硕士,中级工程师,主要研究方向为高分子材料聚合及共混改性。
TPU 对PET 力学性能及电镀性能的影响郭彬,许云川,温浩宇,蒲祖文(普拉斯包装材料有限公司,四川 宜宾 644007)摘要:目的 为拓展聚对苯二甲酸(PET )在表面喷涂或电镀包装领域的应用提供一种可行的研究方法。
方法 从PET 韧性、表面电镀性能差等自身特性出发,采用弹性体热塑性聚氨酯弹性体(TPU )和聚乙烯辛烯共弹性体(POE )对PET 进行共混改性,提升PET 的韧性和表面极性。
结果 当TPU 和接枝POE 的质量分数分别达到3%和20%时,PET 的缺口冲击强度可达到31.49 kJ/m 2,提升了5倍,且PET 制品的表面达因值由原来的32提升到了40。
结论 弹性体TPU 和接枝POE 的引入,改变了PET 分子链的内部排列结构,使得支链增加,且增加了PET 表面的极性基团,从而提升了其表面能。
关键词:TPU ;POE ;冲击强度;极性基团;表面能中图分类号:TB484.3 文献标识码:A 文章编号:1001-3563(2022)11-0070-05 DOI :10.19554/ki.1001-3563.2022.11.010Influence of TPU on the Mechanical Properties and Electroplating Properties of PETGUO Bin , XU Yun-chuan , WEN Hao-yu , PU Zu-wen(Plastic Packaging Materials CO., Ltd., Sichuan Yibin 644007, China)ABSTRACT: The paper aims to provide a feasible research method for expanding the application of polyethylene te-rephthalic acid (PET) in the field of surface spraying or electroplating packaging. Starting from its own characteristics such as poor toughness and poor surface electroplating performance, elastomer thermoplastic polyurethane elastomer (TPU) and polyethylene octene co-elastomer (POE) are used to blend and modify PET to improve the toughness and sur-face polarity of PET. When the addition amount of TPU and grafted POE reaches 3% and 20%, the notched impact strength of PET can reach 31.49 kJ/m 2, which is increased by 5 times, and the surface dyne value of PET products in-creases from 32 to 40. The introduction of elastomer TPU and grafted POE can change the internal arrangement structure of PET molecular chains, increase the branched chains, and increase the polar groups on the PET surface, so as to increase its surface energy.KEY WORDS: TPU; POE; impact strength; polar group; surface energy聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET )是目前最为常用的一种热塑性塑料,是弱极性高分子聚合物,具有透明特性。
温度对聚氨酯固化材料力学性能的影响董全霄;李书明;郑新国;谢永江;楼梁伟;曾志;刘竞【摘要】为探究不同温度下聚氨酯固化道床的适应性,研究了温度对聚氨酯固化材料拉伸性能、黏结性能和动态力学性能的影响.结果表明,在-60~70℃内,随着环境温度的降低,聚氨酯固化材料的拉伸模量、拉伸强度和黏结强度均逐渐增加,变形性能先增加后降低,且固化材料的黏结强度破坏均为内聚破坏;在-50℃左右,聚氨酯固化材料发生了玻璃化转变,当温度接近玻璃化转变温度时,固化材料的损耗因子较高,变形性能较好;随着聚醚多元醇相对分子质量的增加,聚氨酯固化材料的玻璃化转变温度降低,低温下聚氨酯固化材料的拉伸性能变化率越小;聚氨酯固化材料的性能能够满足不同温度下的使用需求,当在低温环境下服役的聚氨酯应优先选用相对分子质量较高的聚醚多元醇.【期刊名称】《中国塑料》【年(卷),期】2018(032)009【总页数】6页(P36-41)【关键词】聚氨酯;固化道床;温度;强度;黏结【作者】董全霄;李书明;郑新国;谢永江;楼梁伟;曾志;刘竞【作者单位】中国铁道科学研究院研修学院,北京100081;中国铁道科学研究院铁道建筑研究所,北京100081;中国铁道科学研究院铁道建筑研究所,北京100081;中国铁道科学研究院铁道建筑研究所,北京100081;中国铁道科学研究院铁道建筑研究所,北京100081;中国铁道科学研究院铁道建筑研究所,北京100081;中国铁道科学研究院铁道建筑研究所,北京100081;中国铁道科学研究院铁道建筑研究所,北京100081【正文语种】中文【中图分类】TQ323.80 前言聚氨酯固化道床是一种新型的整体道床,其兼具环保安全、弹性好、阻尼减振的作用,具有特殊分子结构双组份的聚氨酯固化材料经加压混合后浇注到新铺设的碎石道床内,通过调节聚氨酯材料的反应动力学,控制体积膨胀和固化速率,达到填充散粒体道砟间的空隙并将散粒体道砟固结成为整体的目的[1]1[2]。
阻尼剂提高硅橡胶阻尼性能的研究随着科技的发展和人们生活水平的提高,阻尼技术越来越广泛地应用于航天、航空、航海、电子、机械、化工、石油、土木建筑、纺织、食品等领域。
而对硅橡胶结构阻尼特性的研究报道甚少。
阻尼剂在硅橡胶制品中可起到减振、消音、隔热、隔热等作用。
随着我国市场对硅橡胶产品需求量的日益增加,开发新型阻尼材料也成为我国阻尼器件研制的重要内容之一。
因此,合理选择阻尼材料,采用有效的阻尼结构和制备工艺,提高硅橡胶的阻尼性能,是提高其使用性能和经济效益的关键。
本文以醋酸乙烯酯缩甲醛树脂( VCM)为基体,选择一种无机填料(金属氧化物或硫化物)作为固体润滑剂添加到有机硅橡胶制品中,采用静态密封法测定阻尼剂在不同硬度(HB400)、温度(20±5 ℃)下对硅橡胶结构阻尼特性的影响。
试验结果表明:随着所加固体润滑剂的增多,硅橡胶的阻尼性能得到明显改善,并且改变了玻璃化转变温度的变化趋势,即阻尼剂加量增加时,硅橡胶的玻璃化转变温度也逐渐升高。
硅橡胶结构的阻尼随着温度的升高先增大后减小。
研究结果表明,适量添加无机填料可以提高硅橡胶的阻尼性能。
2.2原理2.2.1硅橡胶性能及机理硅橡胶主要由两部分组成,一部分是乙烯基聚硅氧烷,一部分是端基封闭的交联环氧树脂。
前者在室温下可形成完整的具有弹性的固态结构,称为粘弹性体。
后者由一系列交替排列的互相贯通的网状碳氢链节组成,称为热固性塑料。
因此硅橡胶的阻尼性能取决于其柔韧性与粘性的比值。
由于聚氨酯弹性体呈刚性结构,当压缩载荷超过其极限时,就会发生破坏。
所以硅橡胶制品优良的阻尼性能很大程度上决定于橡胶的粘性。
本试验选择硫化程度为65%的硅橡胶,按质量比6: 1的比例,将固体润滑剂放入含有40%氢氧化钠和10%质量分数的氧化镁水溶液的混合液中,然后滴入羧基或磺酸基液。
硫化反应在真空下进行,反应温度为20±5 ℃。
所得到的聚合物树脂在不加固体润滑剂的情况下,可以获得良好的阻尼性能,说明硅橡胶的粘性是决定其阻尼性能的关键因素。
研究与开发 合成树脂及塑料,2013,30(5):38 CHINA SYNTHETIC RESIN AND PLASTICS
聚氨酯弹性体结构对阻尼性能及力学性能的影响 刘 宁 ,周 青 ,刘海蓉 ,韩 艳 ,夏宇正 (1.北京化工大学材料科学与工程学院,北京市100029;2北京科聚化工新材料有限公司,北京市102200)
摘要: 以不同相对分子质量的聚氧化丙烯二醇(PPG)为软段,不同异构体的二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、 甲苯二异氰酸酯(TDI),以及扩链剂新戊二醇(NPG)、三羟甲基丙烷(TMP)、1,4-丁二醇(BDO)为硬段,采用预聚 法合成了聚氨酯弹性体,并对其损耗因子(tang)与力学性能进行了测试。结果表明:随着4,4’一MDI含量的增加,聚 氨酯弹性体的tang曲线峰高降低,即阻尼性能下降,力学性能提高;随着2,4一TDI含量的增加,阻尼性能提高,力学性 能降低;扩链剂TMP含量增加,tang峰向高温方向移动;扩链剂NPG含量增加,阻尼性能提高;软段相对分子质量增 大,tang ̄向低温移动,PPG相对分子质量从400增加到2 000时,tang峰的位置从8O℃变化到一2O℃左右。 关键词:聚氨酯阻尼性能力学性能异构体 中图分类号:TQ 323.8 文献标识码: B 文章编号: 1002—1396(2013)05—0038—05
机械振动会破坏机械设备,减少其寿命,同时 会产生噪音污染…。减少噪音和振动的一个有效 方法就是使用被动阻尼控制,被动阻尼是通过材 料自身的性质或结构设计产生能量损耗,起到阻 尼的效果。高分子材料在交变应力作用下,在其 玻璃化转变温度附近,链段能充分运动,但跟不上 应力的变化,滞后现象严重,力学损耗角( )是应 变落后于应力的相位差,tan 称为损耗因子,表示 内耗的大小,tanc ̄值越大,表明材料的阻尼性能越 好_2】。链段运动时会产生摩擦力,将振动能转化为 热能,从而实现减震降噪的目的 。]。聚氨酯弹性 体由异氰酸酯、扩链剂组成的硬段和低聚物多元 醇组成的软段构成,其性能由软段与硬段共同影 响,两相间存在微相分离,赋予了聚氨酯优异的阻 尼性能 】。通常,通过实验寻找最佳的软、硬段比 例,可获得较好的阻尼性能和力学性能。本工作 利用动态热机械分析(DMA)等手段研究了硬段 的结构、组成,以及软段的相对分子质量对聚氨 酯弹性体性能的影响。 1实验部分 1.1原料 4,4’一二苯基甲烷二异氰酸酯(4,4’一MDI), 工业级,烟台万华聚氨酯股份有限公司生产。2,4一 甲苯二异氰酸酯(2,4一TDI),工业级,德国BASF公 司生产。聚醚多元醇:聚氧化丙烯二醇(PPG), 相对分子质量分别为2 000,1 000,400,工业级, 天津石油化工公司第三石油化工厂生产。新戊二 醇(NPG),化学纯,国药集团化学试剂有限公司 生产。三羟甲基丙烷(TMP),分析纯,上海化学试 剂一厂生产。1,4一丁二醇(BDO),分析纯,西陇化 工股份有限公司生产。 1.2试样制备 将PPG在1 10℃搅拌下真空脱水3.0 h,然后 将脱水的PPG与MDI或TDI按照n(PPG)/n(MDI)
=1:2或 (PPG)/n(TDI)=1:2加人三口烧瓶中, 于80℃油浴搅拌下反应2.5 h,得到预聚体。用二 正丁胺法测试预聚体的一Nc0含量。将预聚体与 计量的扩链剂混匀,倒在预热至80℃且涂有脱模 剂的模具中,80 c【=的条件下熟化16.0 h,脱模,得 到聚氨酯弹性体。室温熟化7天,用于各项性 能测试。 1.3性能测试 采用深圳瑞格尔公司生产的RGT一5型电子 万能材料试验机按照GB/T 528--20090I! ̄]试拉伸性 能。采用营口市材料试验机有限公司生产的LX—A
收稿日期:2013—04—06。 修回日期:2013—07—01。 作者简介: 刘宁,1987年生,在读硕士 研究生,主要从事聚氨酯弹性体 的合成和性能研究。联系电话: 15901 1 13766;E—maihlnytpu@sina.coin。 通讯联系人。E—mail:zhouqing@ytpu. corn;联系电话:(010)59659032。
一 第5期 刘宁等.聚氨酯弹性体结构对阻尼性能及力学性能的影响 39 型邵氏硬度计按照GB/T 531.1—2008测试硬度。 采用美国TA仪器公司生产的Q800 ̄动态热机械 仪进行DMM ̄JJ试,频率为1 Hz,升温速率3 ̄C/min, 温度为一100~250 oC。 2结果与讨论 2.1异氰酸酯含量对聚氨酯弹性体性能的影响 分别用不同异构体含量的异氰酸酯和相对 分子质量为1 000的PPG合成预聚体,再以BDO为 扩链剂合成聚氨酯弹性体。从表1可以看出:随 着4,4’一MDI含量的增加,聚氨酯弹性体的硬度和 拉伸强度增大,拉断伸长率减小。这是因为MDI主 要有两种异构体,分别是4,4’一MDI和2,4。MDI, 4,4’一MDI的结构对称,易结晶,常温下为固体, 2 4’一MDI结构不对称。4,4’一MDI含量增加,使聚 氨酯硬段分子链更加规整,分子链更加紧密,硬段 难于分散于软段中,软硬两相间的微相分离加剧, 使硬段结晶区起到物理交联点的作用,增加了材 料的刚性,降低了柔顺性。TDI异构体主要有2,4一 TDI与2,6一TDI,2,4一TDI的两个异氰酸酯基不对称, 2,6一TDI的两个异氰酸酯基对称。随2,4一TDI含量的 增加,材料的拉伸强度降低,拉断伸长率提高(见 表2)。因为2,4一TDI的结构是非对称的,制备的聚 氨酯弹性体结构更加不规整,致使其刚性降低。 表1 4,4。一MDI含量对聚氨酯弹性体力学性能的影响 Tab.1 Effect of the 4,4。一MDI content Oil mechanical properites of the PU elastomers 表2 2,4一TDI含量对聚氨酯弹・眭体力学性能的影响 Tab.2 Effect of the 2,4-TDI content on mechanical properties of the PU elastomers 从图1看出:随着4,4’一MDI含量的增加,聚 氨酯弹性体的tang曲线峰(也称损耗峰)高呈下降 趋势,即阻尼性能降低。由于4,4’一MDI具有很强 的结晶性,其含量的增加促进了软硬段的微相分 离,相容性减小,损耗峰降低,且向低温方向移动 o]。 从图2看出:随着2,4一TDI含量的增加,聚氨酯弹 性体的损耗峰升高,即阻尼性能提高。这是因为 2,4一TDI的两个异氰酸酯基与甲基的非对称性位 置导致重复单元的首尾异构化,使得硬段分子链 间距离增加,硬段更易分散于软段相中,软硬段相 容性增大,损耗峰升高,即阻尼性能提高。
温度/℃ 图1不同4 4’一MDI含量聚氨酯弹性体的tang~温度曲线 Fig.1 Plots of tang versus temperature of the PU elastomers with different 4,4’一MDI content
温度/℃ 图2不同2,4一TDI含量聚氨酯弹性体的tang~温度曲线 Fig.2 Plots of tang versus temperature of the PU elastomers with different 2,4一TDI content
2.2不同官能度扩链剂对聚氨酯弹性体性能的 影响 由2,4一TDI与相对分子质量为1 000的PPG合 成预聚体,BDO和TMP为扩链剂,改变TMP含量, 得到一系列聚氨酯弹性体。从表3看出:随着TMP 含量的增加,聚氨酯弹性体的硬度和拉伸强度增 加,拉断伸长率降低。这是因为TMP官能度为3, 由TMP合成的分子链为非线形的,而BDO官能度 为2,只能形成线形分子链。TMP含量增加,可以 增加分子链的交联度,交联结构的穿插使分子束 结合得更紧,分子的运动受到一定限制,因此材料 刚性增加。Y(TMP)由10%增加到50%时,试样的 拉伸强度由2.6 MPa增加到4.1 MPa,拉断伸长率由 82 1%降低 ̄454%。 从图3看出:随着TMP含量增加,聚氨酯弹性 体的损耗峰升高,且向高温方向移动,即阻尼性 能提高。这是因为以BDO为扩链剂时,形成线形分 合成树脂及塑料 2013年第30卷 表3 TMP含量对聚氨酯弹性体力学性能的影响 Tab.3 Effect of the TMP content on mechanical properties Of the PU elastomers
子链,硬段规整性好,紧密堆积形成硬段结晶;以 TMP为扩链剂时,链段问的交联结构增加,硬段的 规整性受到破坏,软段易穿过硬段区,软、硬段相 容性增加,分子链运动时摩擦阻力增加,损耗峰升 高,且向高温方向移动。因此,通过添加多官能度 的扩链剂可提高聚氨酯弹性体的阻尼性能。
罔3不同 FMP含量聚氨酯弹性体的tang~温度曲线 Fig.3 Plots of tan6 versus temperature of the PU elastomers with difterent TMP content 2.3含侧基扩链剂含量对聚氨酯弹性体性能的 影响 由2,4一TDI与相对分子质量为1 000的PPG合 成预聚体,BDO和NPG为扩链剂,改变NPG用量, 制备了一系列聚氨酯弹性体。从表4看出:随NPG 含量增加,聚氨酯弹性体的硬度和拉伸强度降低, 拉断伸长率升高。这是因为一个NPG分子中含有 两个侧甲基,而BDO不含侧基,: ̄JI]NPG用量使硬 段分子链中带有更多的侧甲基,侧甲基的存在使 分子链间的距离增大,分子间作用力降低,大分 子不易结晶取向,弹性体的力学性能下降。 表4 NPG含量对聚氨酯弹性体力学性能的影响 Tab.4 Effect of the NPG content on mechanical properties of the PU elastomers 从图4看出:随NPG含量增加,损耗峰向高温 方向移动且升高。这是因为NPG含有侧甲基,加入 NPG后引入的侧甲基使分子间距离增大,破坏了 硬段区域的结晶,使硬段与硬段间形成的氢键减 少,软段与硬段间形成的氢键s ̄Di],软、硬段相容 性增加,损耗峰向高温方向移动。分子链运动时, 由于侧甲基的摩擦使内摩擦阻力增大,损耗峰升 高,即阻尼性能提高。因此,可通过在分子链中引 入侧基的方法提高聚氨酯弹性体的阻尼性能。 图4不同NPG含量聚氨酯弹性体的tang~温度曲线 Fig.4 Plots of tang versus temperature of the PU elastomers with difierent NPG content 2.4 PPG相对分子质量对聚氨酯弹性体性能的 影响 以2,4一TDI,TMP,NPG,BDO[n(TMP)/n(NPG)/ n(BDO)=1:1:1]组成硬段,不同相对分子质量 的PPG作软段,保持 (2,4一TDI)/n(PPG)=2:1, 合成聚氨酯弹性体。从表5看出:随着PPG ̄N对分 子质量增加,聚氨酯弹性体的硬度和拉伸强度降 低,拉断伸长率增加。当PPG相对分子质量为 2 ooon ̄,弹性体的拉伸强度只有1.0 MPa,拉断伸 长率达 ̄1J949%;当PPGTfll对分子质量为400时,弹 性体的拉伸强度达到49.4 MPa,而拉断伸长率只 有2%,为刚性材料。这是因为随着PPG相对分子 质量的增加,聚合物分子链柔顺性s ̄Di],且硬段含 量降低,所以力学性能降低。