TDI对PET/N-100粘合剂胶片力学性能和交联网络结构完整性的影响
发布时间：2021-10-08 10:37
通过单轴拉伸测试、红外光谱、溶胀平衡法等测试手段,分析PET基聚氨酯胶片的力学性能、氢键作用、交联网络结构完整性及韧性。随着TDI含量的增大,PET/TDI/N-100粘合剂胶片的交联密度（νe）逐渐减小,交联点间的链段平均分子量（Mc）逐渐增大,最大拉伸强度和弹性模量逐渐降低,断裂伸长率逐渐升高;其交联网络完整性与氢键比例（H）成正比,与N-100含量（N）成反比;当TDI含量α=0.6时,PET/TDI/N-100粘合剂胶片的剪切模量校正因子D最大,交联网络结构完整性最好,力学性能较佳。
【文章来源】：固体火箭技术. 2016,39(03)北大核心CSCD
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
PET/TDI/N-100聚氨酯胶片的拉伸曲线
?唤鼍哂谢?学交联，而且包含很多的物理交联，这些物理交联主要是靠极性基团之间的氢键作用，使链段缠结，形成更多的物理交联点，从而让弹性体胶片的交联网络结构更加完整，提升其力学性能。在PET/TDI/N-100聚氨酯胶片中，极性基团的氢键主要集中在氨基甲酸酯基团，其羰基是氨基质子的主要接受体，参与形成氢键后，其FTIＲ谱峰将向低波数方向发生频移［13－14］。因此，通过对比自由羰基和与氢键合羰基的相对含量，就可计算出羰基参与氢键形成的百分数。图2给出了PET/TDI/N-100粘合剂胶片羰基部分的FTIＲ谱图。图2PET/TDI/N-100粘合剂胶片的羰基部分红外谱图Fig．2InfraredspectrogramofcarbonylpartinthePET/TDI/N-100binderfilms由图2可知，氨基甲酸酯基团上羰基的吸收峰明显地分成两部分，说明形成氢键后，谱峰发生了明显的频移。其中，1725cm－1为自由羰基的吸收峰，1695cm－1为与氢键合后发生频移的羰基吸收峰。通过对红外曲线进行积分计算，就可推算出自由羰基与氢键合羰基的比例，如表2所示。表2中，S1是自由羰基的吸收峰面积，S2是与氢键合羰基的吸收峰面积，P是与氢键合羰基的比例。表2PET/TDI/N-100聚氨酯粘合剂胶片中与氢键合的羰基比例Table2ProportionofthehydrogenbondingcarbonylgroupinthePET/TDI/N-100polyurethanefilmsαS1S2P/%00．147990．2300360．850．20．189920．2455056．380．40．175390．159447．610．60．251650．2219146．860．80．183760．2232554．85由表2可知，随TDI含量增大，PET/TDI/N-100粘合剂胶片中硬段含量略微升高，但由于TDI是二官能度异氰酸酯，更多的硬段结构嵌入柔性链段中，空间位阻效应使得硬段的聚集度降低，从而使氨基甲酸酯基团上?
?谋壤?鸾ゼ跣。?剐Ｕ?蜃覦降低。随着TDI含量α从0增加到0．8，剪切模量校正因子D先增大、后减小，在TDI含量为0．6时，D达到极大值，交联结构中物理交联与网络缺陷的两者比例达到最大，对胶片的力学性能贡献也达到最大值，其交联网络结构完整性最好，其粘合剂胶片的力学性能也较好，相比于PET/N-100空白样品，其延伸率提高了200%。但TDI含量达到0．8时，虽然物理交联比例再次更高，形成封口圈结构缺陷的比例也会降低，但由于化学交联点过少，末端悬挂链可能会更多。所以，校正因子会略低于TDI含量为0．6的胶片。图3N/D与H/D的关系图Fig．3ＲelationalgraphofN/DandH/D2．4TDI含量对PET/TDI/N-100粘合剂胶片韧性的影响将聚氨酯弹性体胶片的单轴拉伸曲线进行积分处理，得到的数值可代表PU弹性体胶片的韧性，积分值越大，代表韧性越强，说明PU弹性体胶片具有更强的抗拉伸能力，表示其具有更完整的交联网络结构。通过理论推导可知，假设弹性体胶片在拉伸过程中横截面积不变，胶片的拉伸曲线积分值与拉伸断裂做功的总能量成正比，如式(10)所示［9］:∫σdε=L0W＇/S(10)图4给出了PET/TDI/N-100粘合剂胶片拉伸曲线积分值和校正因子D随着TDI含量的变化趋势。图4TDI含量对PET/TDI/N-100粘合剂胶片的拉伸曲线积分值和校正因子的影响Fig．4InfluenceoftheαvalueonthetensilecurveintegralvalueandDvalueofPET/TDI/N-100binderfilms由图4可知，随TDI含量从0增大到0．6，PET/—381—2016年6月毛科铸，等:TDI对PET/N-100粘合剂胶片力学性能和交联网络结构完整性的影响第3期
【参考文献】：
期刊论文
[1]PET/N-100黏合剂体系的交联网络结构完整性分析[J]. 毛科铸,马松,罗运军. 含能材料. 2015(10)
[2]NEPE推进剂粘合剂配方设计方法[J]. 邓剑如,张习龙,徐婉,黎超华. 固体火箭技术. 2014(02)
[3]固化剂类型对HTPE型聚氨酯弹性体胶片性能的影响[J]. 毛科铸,夏敏,罗运军,张在娟. 火炸药学报. 2012(01)
[4]NEPE推进剂粘合剂网络结构调节研究[J]. 刘晶如,宋雪晶,杨寅. 固体火箭技术. 2010(01)
[5]溶胀法测定NEPE推进剂的交联密度[J]. 张伟,樊学忠,杨彩宁,谢五喜,陈永铎,蔚红建. 火炸药学报. 2008(05)
[6]三官能度PET对胶片和NEPE推进剂力学性能的影响[J]. 杨寅,罗运军,刘晶如,葛震. 精细化工. 2008(02)
本文编号：3423994
【文章来源】：固体火箭技术. 2016,39(03)北大核心CSCD
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
PET/TDI/N-100聚氨酯胶片的拉伸曲线
?唤鼍哂谢?学交联，而且包含很多的物理交联，这些物理交联主要是靠极性基团之间的氢键作用，使链段缠结，形成更多的物理交联点，从而让弹性体胶片的交联网络结构更加完整，提升其力学性能。在PET/TDI/N-100聚氨酯胶片中，极性基团的氢键主要集中在氨基甲酸酯基团，其羰基是氨基质子的主要接受体，参与形成氢键后，其FTIＲ谱峰将向低波数方向发生频移［13－14］。因此，通过对比自由羰基和与氢键合羰基的相对含量，就可计算出羰基参与氢键形成的百分数。图2给出了PET/TDI/N-100粘合剂胶片羰基部分的FTIＲ谱图。图2PET/TDI/N-100粘合剂胶片的羰基部分红外谱图Fig．2InfraredspectrogramofcarbonylpartinthePET/TDI/N-100binderfilms由图2可知，氨基甲酸酯基团上羰基的吸收峰明显地分成两部分，说明形成氢键后，谱峰发生了明显的频移。其中，1725cm－1为自由羰基的吸收峰，1695cm－1为与氢键合后发生频移的羰基吸收峰。通过对红外曲线进行积分计算，就可推算出自由羰基与氢键合羰基的比例，如表2所示。表2中，S1是自由羰基的吸收峰面积，S2是与氢键合羰基的吸收峰面积，P是与氢键合羰基的比例。表2PET/TDI/N-100聚氨酯粘合剂胶片中与氢键合的羰基比例Table2ProportionofthehydrogenbondingcarbonylgroupinthePET/TDI/N-100polyurethanefilmsαS1S2P/%00．147990．2300360．850．20．189920．2455056．380．40．175390．159447．610．60．251650．2219146．860．80．183760．2232554．85由表2可知，随TDI含量增大，PET/TDI/N-100粘合剂胶片中硬段含量略微升高，但由于TDI是二官能度异氰酸酯，更多的硬段结构嵌入柔性链段中，空间位阻效应使得硬段的聚集度降低，从而使氨基甲酸酯基团上?
?谋壤?鸾ゼ跣。?剐Ｕ?蜃覦降低。随着TDI含量α从0增加到0．8，剪切模量校正因子D先增大、后减小，在TDI含量为0．6时，D达到极大值，交联结构中物理交联与网络缺陷的两者比例达到最大，对胶片的力学性能贡献也达到最大值，其交联网络结构完整性最好，其粘合剂胶片的力学性能也较好，相比于PET/N-100空白样品，其延伸率提高了200%。但TDI含量达到0．8时，虽然物理交联比例再次更高，形成封口圈结构缺陷的比例也会降低，但由于化学交联点过少，末端悬挂链可能会更多。所以，校正因子会略低于TDI含量为0．6的胶片。图3N/D与H/D的关系图Fig．3ＲelationalgraphofN/DandH/D2．4TDI含量对PET/TDI/N-100粘合剂胶片韧性的影响将聚氨酯弹性体胶片的单轴拉伸曲线进行积分处理，得到的数值可代表PU弹性体胶片的韧性，积分值越大，代表韧性越强，说明PU弹性体胶片具有更强的抗拉伸能力，表示其具有更完整的交联网络结构。通过理论推导可知，假设弹性体胶片在拉伸过程中横截面积不变，胶片的拉伸曲线积分值与拉伸断裂做功的总能量成正比，如式(10)所示［9］:∫σdε=L0W＇/S(10)图4给出了PET/TDI/N-100粘合剂胶片拉伸曲线积分值和校正因子D随着TDI含量的变化趋势。图4TDI含量对PET/TDI/N-100粘合剂胶片的拉伸曲线积分值和校正因子的影响Fig．4InfluenceoftheαvalueonthetensilecurveintegralvalueandDvalueofPET/TDI/N-100binderfilms由图4可知，随TDI含量从0增大到0．6，PET/—381—2016年6月毛科铸，等:TDI对PET/N-100粘合剂胶片力学性能和交联网络结构完整性的影响第3期
【参考文献】：
期刊论文
[1]PET/N-100黏合剂体系的交联网络结构完整性分析[J]. 毛科铸,马松,罗运军. 含能材料. 2015(10)
[2]NEPE推进剂粘合剂配方设计方法[J]. 邓剑如,张习龙,徐婉,黎超华. 固体火箭技术. 2014(02)
[3]固化剂类型对HTPE型聚氨酯弹性体胶片性能的影响[J]. 毛科铸,夏敏,罗运军,张在娟. 火炸药学报. 2012(01)
[4]NEPE推进剂粘合剂网络结构调节研究[J]. 刘晶如,宋雪晶,杨寅. 固体火箭技术. 2010(01)
[5]溶胀法测定NEPE推进剂的交联密度[J]. 张伟,樊学忠,杨彩宁,谢五喜,陈永铎,蔚红建. 火炸药学报. 2008(05)
[6]三官能度PET对胶片和NEPE推进剂力学性能的影响[J]. 杨寅,罗运军,刘晶如,葛震. 精细化工. 2008(02)
本文编号：3423994
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