聚氨酯RIM弹性体组合聚醚匀化技术与材料性能研究

摘要

聚氨酯 RIM弹性体因其优异的机械性能和加工特性，已广泛应用于许多领域。采用 RIM技术制备聚氨酯弹性体时，一般将原料分成两个组分：聚醚组分（俗称组合聚醚）和异氰酸酯组分。组合聚醚包括聚醚、扩链剂、催化剂、助剂等成分，由于组分间相容性存在差异，尤其是主成分聚醚和扩链剂，致使组合聚醚在贮存和应用时存在分层现象，导致加工制品时前后性能存在差异，制品合格率低，影响生产效率。本文自行合成匀化剂，拟解决组合聚醚分层问题，系统研究匀化技术以及匀化剂对聚氨酯RIM弹性体（RIM-PUE）工艺和性能的影响。
　　由乙二胺、2-氯乙磺酸钠合成匀化剂乙二胺基乙磺酸钠（ AAS盐）；由二乙醇胺、2-氯乙磺酸钠合成匀化剂 N,N-二（2-羟乙基）-2-氨基乙磺酸钠（BES钠盐）。通过核磁（1H NMR、13C NMR）、红外光谱（FTIR）、X射线衍射（XRD）等手段对合成产物的表征以及反应体系 pH值随时间的变化，确定两种匀化剂的最佳合成工艺。AAS盐的最佳合成工艺：控制反应物料乙二胺与2-氯乙磺酸钠的物质的量比为6.5时，反应温度在65～70℃之间，反应时间不少于50min。BES钠盐的最佳合成工艺：2-氯乙磺酸钠与二乙醇胺的物质的量比为1:1.1；反应温度在60～80℃之间，反应时间不少于60min。
　　将上述匀化剂加入到由高活性聚醚和乙二醇构成的组合聚醚中，考察其对组合聚醚的匀化效果，探讨匀化技术，并在此基础上以液化 MDI为异氰酸酯组分，系统研究匀化剂对 RIM-PUE工艺及性能的影响。结果表明：（1）AAS盐添加量在0.2％时组合聚醚的匀化性能最佳，组合聚醚可室温贮存42d不分层；BES钠盐添加量在0.05%时匀化性能最佳，可室温贮存73d不分层；对比匀化剂添加量和组合聚醚贮存时间，BES钠盐的匀化效果优于 AAS盐。（2）AAS盐、BES钠盐均对 RIM-PUE的制备有催化作用，随匀化剂添加量的增加，聚合体系的乳白时间和凝胶时间明显缩短，RIM-PUE材料的硬度和拉伸强度增大，断裂伸长率减小。（3）AAS盐、BES钠盐可在聚氨酯分子链上引入-SO3Na基团，增强RIM-PUE材料与表面涂层的粘接性能。（4）XRD表明，RIM-PUE材料中无游离 AAS盐、BES钠盐存在；AAS盐、BES钠盐的添加，可提高 RIM-PUE材料的耐热性。

目录

第1章 绪论

1.1聚氨酯弹性体

1.2聚氨酯RIM弹性体

1.3本课题研究的目的和意义

第2章 匀化剂的合成与表征

2.1实验试剂和仪器

2.2匀化剂的合成

2.3分析测试

2.4结果与讨论

2.5本章结论

第3章 组合聚醚匀化性能研究

3.1实验试剂和仪器

3.2实验部分

3.3分析测试

3.4结果与讨论

3.5本章结论

第4章 匀化剂对聚氨酯RIM弹性体工艺及性能的影响

4.1实验试剂和仪器

4.2 RIM-PUE合成反应式

4.3实验过程

4.4分析测试

4.5结果与讨论

4.6本章结论

第5章 创新点与结论

5.1创新点

5.2结论

参考文献

缩略语词汇表

致谢

攻读硕士学位期间的研究成果