高耐热热塑性聚氨酯弹性体的制备及结构与性能研究
发布时间：2021-11-17 16:57
轮胎是橡胶消耗量最大的制品,大量轮胎磨耗和不可回收的废旧轮胎会造成环境污染。传统的橡胶轮胎材料需要经过硫化交联和加入纳米粒子进行补强才能使用,橡胶材料有硫化交联之后不可回收和补强之后纳米粒子间的摩擦导致高滚动阻力的问题。热塑性聚氨酯弹性体（TPU）具有结构可设计性强、力学强度高、耐磨、可回收和滚动阻力低等优点,有很大的潜力应用在轮胎领域中,然而聚氨酯耐热性差,特别是对于只有物理交联的TPU,长期使用温度不能超过80℃,这限制了其在轮胎领域上的应用。改变硬段含量和扩链剂类型是现有提高TPU耐热性最主要的方法。甲苯二异氰酸酯（TDI）和二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）是用量最大的二异氰酸酯,然而TDI存在异构体和MDI中两个异氰酸根由于亚甲基作用不在同一平面,使其合成的TPU硬段规整性不高,导致耐热性差。同时由于MDI和TDI结构不对称,合成的TPU动态生热高,这也限制了其在轮胎领域中的应用。为了提高TPU的耐热性能,使其符合轮胎材料的要求,扩展TPU的应用范围,本论文利用高结构对称性和高刚性的二甲基联苯二异氰酸酯（TODI）、对苯二异氰酸酯（PPDI）和1,5-萘二异氰酸酯（NDI）,以及...
【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：177 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－１异氰酸酯基团的化学反应??Ｆｉｇ．?Ｍ?Ｔｈｅ?ｒｅａｃｔｉｏｎ?ｏｆ?ｇｒｏｕｐ?ｏｆ?Ｉｓｏｃｙａｎａｔｅ??
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【参考文献】：
期刊论文
[1]3D打印在弹性体领域的应用[J]. 岳敏,李红伟,李海燕. 橡胶工业. 2019(10)
[2]含芳杂环热塑性聚氨酯弹性体的合成与表征[J]. 郑梦凯,张聪聪,李伯耿. 高校化学工程学报. 2019(04)
[3]注塑和3D打印聚乳酸/乙烯-醋酸乙烯共聚物共混物形态和韧性[J]. 付汝兴,郑凯鸣,王梓郡,崔元鹏,高煜楠,刘蓉翾. 高分子材料科学与工程. 2019(03)
[4]基于不同软段的聚氨酯弹性体耐热性能研究[J]. 景欣,王军威,赵雨花,亢茂青. 聚氨酯工业. 2019(01)
[5]交联粘土对硬质聚氨酯泡沫燃烧性能的影响[J]. 周旋,岳丽娜,孙英娟,高明. 华北科技学院学报. 2019(01)
[6]聚氨酯弹性体的合成与耐热性能研究[J]. 林兴权,林嘉怡,许紫婷,张文选,肖翔. 聚氨酯工业. 2018(06)
[7]原位聚合PUR/纳米TiO2复合材料及其光催化性能[J]. 李伟超,邓攀,赵精密,解林坤,柴希娟. 工程塑料应用. 2018(03)
[8]非充气轮胎的研究与发展[J]. 马祎涵,程钢,原政军,秦健. 山东工业技术. 2018(01)
[9]熔融沉积成型3D打印ABS材料的改性与应用研究[J]. 唐鹿,薛飞,李旺. 化工新型材料. 2017(12)
[10]NDI/MDI基聚氨酯弹性体性能研究[J]. 许双喜,郭珊珊,张坚强,曹彦海,刘培礼,林学葆. 特种橡胶制品. 2017(05)
博士论文
[1]基于分子组装技术构建的新型聚氨酯弹性体的制备、结构及性能研究[D]. 秦璇.北京化工大学 2018
[2]异氰酸酯单体的结构对聚氨酯的制备和微相分离形态的影响[D]. 何勇.华南理工大学 2013
硕士论文
[1]基于聚己内酯基3D打印材料及可过滤PM2.5纳米纤维膜的制备与性能研究[D]. 韩凯.北京化工大学 2017
[2]基于FDM的ABS类3D打印材料的研究[D]. 方禄辉.华南理工大学 2016
[3]真空浇注耐热聚氨酯材料的研究[D]. 罗华.华中科技大学 2005
本文编号：3501323
【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：177 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－１异氰酸酯基团的化学反应??Ｆｉｇ．?Ｍ?Ｔｈｅ?ｒｅａｃｔｉｏｎ?ｏｆ?ｇｒｏｕｐ?ｏｆ?Ｉｓｏｃｙａｎａｔｅ??
?；?第一章绪论???［８Ｇ］研究了?ＮＤＩ与改性聚己内酯二醇制备的ＮＤＩ型ＰＵＥ的动态性能发现，其制备??的样品的动态性能好于丁腈橡胶，其研究结果表明：ＮＤＩ型ＰＵＥ可以用在动态??的场合。??１．３．３．３扩链剂??扩链剂是指能促进分子量延伸和扩展的化合物，聚氨酯材料中主要是用到一??些小分子二醇，原则上分子量低，官能度为２的二醇都可以被当做ＴＰＵ的扩链??剂。??１．３．４?ＴＰＵ的合成方法??—步法：??聚合物二元醇????二异氰酸酯?？混合头一？模具一？热塑性聚氨酯制品??扩链剂及其他助剂???半预聚体法：??聚合物＿＿？兀醇?．／Ｍ?／Ｖ?ＮＯ?Ａ?ｄＪｌ？??二异氰酸醋组分混合物Ｉ??——？混合头一￣？模具一？热塑性聚氨酯制品??多元醇??＾１１３???Ｂ组分混合物???交联剂??预聚体法：??聚合物二元醇＿＿卜＿预聚体??多异氰酸酯???——？混合头一￣？模具一？热塑性聚氨酯制品??扩链剂及其他助剂???图１－２?ＴＰＵ的合成方法??Ｆｉｇ．?１－２?Ｔｈｅ?ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ?ｍｅｔｈｏｄｓ?ｏｆ?ＴＰＵ??ＴＰＵ的合成方法有一步法、预聚物法和半预聚物法，其合成过程如图１－２所??不〇??一步法顾名思义是指聚醇、扩链剂、二异氰酸酯和助剂等经过混合一次性反??应生产ＴＰＵ的一种方法。一步法的效率高成本低。??９??
对聚??醚聚氨酯的微相分离的影响发现聚氨酯的微相分离和退火的条件有很大的影响。??Ｂｏｇａｒｔ等研宄了不同退火温度和退火时间对聚氨酯形态的影响发现，退火有??利于软硬段重新堆积，进而影响微相分离，其ＤＳＣ与退火条件的关系结果如图??１－３。??Ａ：?Ｂ：?Ｐ??－——??——卜????ｉ?＼?ｎｒ?Ｉ?＇??Ｉ?Ｉ?——二?ｙ??ｓ?＾?＾＾Ｉ??ｉ?＼?Ｉ?＼??ｌ［?＾￣ｗ??Ｕ．，??ｉ?ｙ??—°?二二?ｒ?—?〇?，一??图１－３?（Ａ－Ｂ）不同退火温度下的聚氨酯的ＤＳＣ曲线：⑷聚酯型聚氨酯，（Ｂ）聚醚型聚??氨酯??Ｆｉｇ．?１－３?（Ａ－Ｂ）?ＤＳＣ?ｃｕｒｖｅｓ?ｏｆ?ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅｓ?ａｔ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ａｎｎｅａｌｉｎｇ?ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ：?（Ａ）??ｐｏｌｙｅｓｔｅｒ－ｂａｓｅｄ?ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ，?（Ｂ）?ｐｏｌｙｅｔｈｅｒ－ｂａｓｅｄ?ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ??１６??
【参考文献】：
期刊论文
[1]3D打印在弹性体领域的应用[J]. 岳敏,李红伟,李海燕. 橡胶工业. 2019(10)
[2]含芳杂环热塑性聚氨酯弹性体的合成与表征[J]. 郑梦凯,张聪聪,李伯耿. 高校化学工程学报. 2019(04)
[3]注塑和3D打印聚乳酸/乙烯-醋酸乙烯共聚物共混物形态和韧性[J]. 付汝兴,郑凯鸣,王梓郡,崔元鹏,高煜楠,刘蓉翾. 高分子材料科学与工程. 2019(03)
[4]基于不同软段的聚氨酯弹性体耐热性能研究[J]. 景欣,王军威,赵雨花,亢茂青. 聚氨酯工业. 2019(01)
[5]交联粘土对硬质聚氨酯泡沫燃烧性能的影响[J]. 周旋,岳丽娜,孙英娟,高明. 华北科技学院学报. 2019(01)
[6]聚氨酯弹性体的合成与耐热性能研究[J]. 林兴权,林嘉怡,许紫婷,张文选,肖翔. 聚氨酯工业. 2018(06)
[7]原位聚合PUR/纳米TiO2复合材料及其光催化性能[J]. 李伟超,邓攀,赵精密,解林坤,柴希娟. 工程塑料应用. 2018(03)
[8]非充气轮胎的研究与发展[J]. 马祎涵,程钢,原政军,秦健. 山东工业技术. 2018(01)
[9]熔融沉积成型3D打印ABS材料的改性与应用研究[J]. 唐鹿,薛飞,李旺. 化工新型材料. 2017(12)
[10]NDI/MDI基聚氨酯弹性体性能研究[J]. 许双喜,郭珊珊,张坚强,曹彦海,刘培礼,林学葆. 特种橡胶制品. 2017(05)
博士论文
[1]基于分子组装技术构建的新型聚氨酯弹性体的制备、结构及性能研究[D]. 秦璇.北京化工大学 2018
[2]异氰酸酯单体的结构对聚氨酯的制备和微相分离形态的影响[D]. 何勇.华南理工大学 2013
硕士论文
[1]基于聚己内酯基3D打印材料及可过滤PM2.5纳米纤维膜的制备与性能研究[D]. 韩凯.北京化工大学 2017
[2]基于FDM的ABS类3D打印材料的研究[D]. 方禄辉.华南理工大学 2016
[3]真空浇注耐热聚氨酯材料的研究[D]. 罗华.华中科技大学 2005
本文编号：3501323
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