热塑性聚氨酯的改性及发泡性能研究

发布时间：2022-12-07 05:30

　　热塑性聚氨酯（TPU）,是一种高性能的热塑性弹性体,既具有橡胶的高弹性又具有塑料的优良的可加工性。通过发泡工艺制作的TPU发泡材料拥有良好的减震、耐磨等性能,在很多领域得到了广泛的应用,成为研究的热点。但是由于成本较高、原料可发泡性能较差、发泡工艺调控较难等诸多问题限制了国内TPU发泡材料的应用。本文通过引入增塑剂增强TPU的结晶性能,并通过扩链改性提高TPU的熔体粘弹性,在此基础上优化发泡工艺,并研究了温度对TPU发泡及收缩性能的影响。1、在TPU中引入小分子极性增塑剂,调控分子间氢键,提高TPU的结晶速率和结晶度。利用傅里叶红外光谱、差示扫描量热仪、旋转流变仪研究了单硬脂酸甘油酯（GMS）、超支化聚酰胺HPN202、硬脂酸酰胺对TPU的分子间氢键、结晶性能及流变性能的影响;通过间歇发泡实验研究了增塑剂对发泡性能的影响。结果表明:三种增塑剂的加入有利于TPU氢键形成,提高TPU的结晶速率,使TPU的结晶温度升高,结晶焓增大,改善的效果HPN202＞硬脂酰胺＞GMS。结晶的适当改善有利于提高TPU的发泡倍率,增加泡孔密度减小泡孔尺寸,但添加过量会造成不利的影响。有利于结晶的添加含量为G... 

【文章页数】：88 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 热塑性聚氨酯(TPU)简介
    1.2 TPU发泡材料
    1.3 聚合物发泡的原理及工艺
        1.3.1 发泡成型工艺
        1.3.2 发泡成型原理
    1.4 TPU发泡研究现状
        1.4.1 发泡剂
        1.4.2 结晶
        1.4.3 纤维及交联网络结构
        1.4.4 共混
    1.5 本课题研究主要内容及意义
        1.5.1 本课题研究的主要内容
        1.5.2 本课题研究的意义
第二章 增塑剂强化TPU结晶及发泡性能的研究
    2.1 引言
    2.2 实验过程
        2.2.1 实验材料
        2.2.2 实验设备
        2.2.3 实验方法
        2.2.4 发泡样品表征
            2.2.4.1 发泡倍率
            2.2.4.2 泡孔直径
            2.2.4.3 泡孔密度
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 增塑剂对TPU氢键的影响
        2.3.2 增塑剂对TPU等温结晶动力学的影响
        2.3.3 增塑剂对TPU非等温结晶的影响
        2.3.4 增塑剂对TPU流变性能的影响
            2.3.4.1 GMS对TPU流变性能的影响分析
            2.3.4.2 HPN202对TPU流变性能的影响分析
            2.3.4.3 硬脂酰胺对TPU流变性能的影响分析
            2.3.4.4 三种增塑剂对TPU流变性能的影响分析
        2.3.5 增塑剂对TPU发泡性能的影响
    2.4 本章小结
第三章 TPU熔融扩链对其熔体粘弹性及发泡性能的影响
    3.1 引言
    3.2 实验过程
        3.2.1 实验材料
        3.2.2 实验仪器
        3.2.3 实验过程
        3.2.4 发泡样品表征
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 MDI对TPU流变性能的影响
        3.3.2 MDI对TPU非等温结晶性能的影响
        3.3.3 MDI对TPU发泡性能的影响
        3.3.4 MDI与增塑剂共同作用对TPU流变性能的影响
        3.3.5 MDI与增塑剂共同作用对TPU非等温结晶性能的影响
        3.3.6 MDI与增塑剂共同作用对TPU发泡的影响
    3.4 本章小结
第四章 发泡工艺优化改善TPU发泡
    4.1 引言
    4.2 实验过程
        4.2.1 实验材料
        4.2.2 实验设备
        4.2.3 实验方法
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 不同熔融程度对TPU结晶的影响
        4.3.2 非等温结晶动力学
        4.3.3 温度对TPU发泡的影响
        4.3.4 温度对收缩的影响
    4.4 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
致谢
研究成果及发表的学术论文
作者和导师介绍
附件


【参考文献】：
期刊论文
[1]不同种类TPU改性PVC的研究[J]. 韩间涛,张兴东,杨有财,李荣勋.  塑料科技. 2017(09)
[2]复合发泡剂制备TPU微孔发泡材料[J]. 李海燕,杨卫民,秦柳,虞华春.  塑料. 2016(06)
[3]热塑性聚氨酯弹性体（TPU）研究及应用[J]. 杨文会,覃新林.  塑料制造. 2015(07)
[4]POM/TPU共混合金的增韧与断裂行为研究[J]. 刘娜,李宝龙,李树材.  塑料工业. 2014(09)
[5]一种研究聚合物非等温结晶动力学的方法[J]. 莫志深.  高分子学报. 2008(07)
[6]热塑性聚氨酯弹性体中的氢键作用-II.红外热分析[J]. 陈大俊,李瑶君.  化学世界. 2001(10)

博士论文
[1]高发泡PET树脂流变性能及泡孔结构调控机制的研究[D]. 杨兆平.北京化工大学 2017
[2]多途径调控微孔材料泡孔结构及机理分析[D]. 许琳琼.华南理工大学 2013

硕士论文
[1]热塑性聚氨酯与二氧化碳的相互作用关系及其超临界CO2模压发泡研究[D]. 李德鹏.华东理工大学 2017
[2]基于超临界CO2制备TPU发泡颗粒的机理及设备研究[D]. 马文良.青岛科技大学 2017
[3]TPU发泡薄膜制备工艺及相关性能的研究[D]. 杜娟.天津工业大学 2016
[4]热塑性聚氨酯发泡材料的制备及其性能研究[D]. 骆君.华南理工大学 2015
[5]PLA/TPU共混物的反应挤出制备及性能研究[D]. 赵翡.华南理工大学 2015
[6]双螺杆反应挤出热塑性聚氨酯弹性体的工艺与性能研究[D]. 谢曾文.北京化工大学 2013
[7]HGB/TPU复合泡沫材料的制备及性能研究[D]. 林佩洁.东华大学 2013
[8]热塑性聚氨酯改性和性能研究[D]. 沈涛.复旦大学 2012



本文编号：3712318