新型聚脲—聚硅氧烷—聚醚三元嵌段聚合物的合成及性能研究

发布时间：2017-10-01 02:22

  本文关键词：新型聚脲—聚硅氧烷—聚醚三元嵌段聚合物的合成及性能研究

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【摘要】：聚脲-聚硅氧烷聚合物由于在建筑,汽车行业,生物材料等领域有着重要的应用而受到了广泛的关注。研究发现在该类聚合物中由于聚脲和聚硅氧烷的极性差别过大,两相之间的相分离程度加大,不同链段之间的相互作用力较弱,会较大程度地影响聚合物整体理化性能。在聚硅氧烷和聚脲之间引入新型链段形成三元嵌段聚合物能够解决相分离程度过大的缺点,同时又使聚合物具有更加优异的综合性能,成为了近年来研究的热门,然而关于此类的研究和报道比较少见。本文研究开创了制备聚脲-聚硅氧烷-聚醚三元嵌段聚合物的新型制备方法。利用aza-Michael加成反应制备了聚硅氧烷-聚醚的混合链段,此类链段可作为聚脲,聚氨酯脲等热塑性弹性体的软链段。以二甲基丙烯酰氧甲基丙烯酰氧基硅烷为原料,经过与α,ω--羟基聚硅氧烷脱羧反应后,制备丙烯酰氧甲基在聚硅氧烷链段两侧的聚合物。利用红外检测(FTIR)、凝胶渗透色谱法(GPC)、核磁共振(NMR)表征了此链段结构。FTIR表明聚硅氧烷中出现了丙烯酰氧基的特征吸收峰,1H NMR证明了产物符合预期的分子链段结构,出现了丙烯酰氧基的共轭双键。利用aza-Michael加成反应将端氨基聚醚和丙烯酰氧基甲基封端的聚硅氧烷进行嵌段共聚,成功合成了聚硅氧烷-聚醚嵌段聚合物,通过凝胶渗透色谱法(GPC)、核磁共振(NMR)和胺值滴定的方法,表征此链段的结构。1H NMR表明了共轭双键经过aza-Michael加成反应后双键已经完全消失；胺值测定表明了在链段两侧有胺基的存在。利用制备出来的混合链段与4,4’-二环己基甲烷二异氰酸酯于溶液中采用两步法经扩链反应后制备出了三元嵌段聚合物。通过FTIR,热失重(TG),动态力学分析(DMA),小角激光散射(SAXS),原子力显微镜(AFM),应力应变测试对聚合物的热和机械性能进行分析,发现聚合物具有优异的微相分离结构和力学性能,为合成聚脲-聚硅氧烷-聚醚三元嵌段聚合物提供了新型高效制备方法。
【关键词】：
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O631
【目录】：

• 摘要8-9
• Abstract9-11
• 第一章 绪论11-21
• 1.1 热塑性弹性体的分类11-12
• 1.2 新型的热塑性嵌段聚合物12-13
• 1.3 聚脲-聚二甲基硅氧烷嵌段聚合物的研究进展13-15
• 1.4 本研究的工作设想15-17
• 参考文献17-21
• 第二章 聚硅氧烷-聚环氧丙烷嵌段聚合物的合成21-32
• 2.1 前言21-23
• 2.2 实验部分23-25
• 2.2.1 实验原料23
• 2.2.2 测试方法23-24
• 2.2.3 α,ω-(甲基)丙烯酰氧基甲基聚二甲基硅氧烷的制备24
• 2.2.4 聚二甲基硅氧烷-聚环氧丙烷嵌段聚合物的合成24-25
• 2.3 结果与讨论25-29
• 2.3.1 α,ω-羟基聚二甲基硅氧烷和α,ω-(甲基)丙烯酰氧基甲基聚二甲基硅氧烷红外谱图25-26
• 2.3.2 α,ω-羟基聚二甲基硅氧烷、α,ω-(甲基)丙烯酰氧基甲基聚二甲基硅氧烷、聚硅氧烷-聚环氧丙烷嵌段聚合物的~1H NMR(CDCl_3)谱图26-28
• 2.3.3 GPC和粘度测试28-29
• 2.4 本章小结29-30
• 参考文献30-32
• 第三章 聚脲-聚硅氧烷-聚环氧丙烷三元嵌段聚合物的合成及性能研究32-56
• 3.1 前言32-36
• 3.2 实验部分36-38
• 3.2.1 实验所用药品及试剂36
• 3.2.2 实验分析及测试方法36-37
• 3.2.3 基于分子量为4200g/mol的聚二甲基硅氧烷的三元嵌段聚合物的制备37-38
• 3.2.4 基于分子量为6100g/mol的聚二甲基硅氧烷的三元嵌段聚合物的制备38
• 3.3 结果与讨论38-52
• 3.3.1 红外光谱分析39-40
• 3.3.2 热失重分析40-41
• 3.3.3 动态力学分析41-45
• 3.3.4 小角激光散射分析45-48
• 3.3.5 原子力显微镜分析48-49
• 3.3.6 机械性能分析49-52
• 3.4 本章小结52-53
• 参考文献53-56
• 第四章 结论56-58
• 致谢58-59
• 攻读硕士学位期间发表的论文及专利59-60
• 学位论文评阅及答辩情况表60

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本文编号：951793