松香基耐热性聚氨酯弹性体的合成及性能研究

摘要

聚氨酯弹性体具有耐油、耐磨、耐撕裂、耐化学腐蚀等优异性能，但由于其耐热性能差，使其应用受到较大限制。本论文主要将具有良好耐热性能的松香基聚酯多元醇作为原料，用于聚氨酯弹性体合成，以改善其耐热性能。
　　 本论文首先合成了三种不同类型的松香基耐热性聚酯多元醇，研究了相关的合成工艺，并对其性能进行了表征。主要内容如下：
　　 1.通过研究松香基聚酯多元醇反应体系的酸值变化、PE1两种合成方法的比较、抽真空减压酯化过程，得到了较为适宜的松香基聚酯多元醇合成条件为：以二甲苯溶剂带水法进行常压酯化，后续抽真空减压酯化温度控制范围为200～205℃，真空度为0.09MPa。
　　 2.在适宜的松香基聚酯多元醇合成条件下，以丙烯海松酸和二甘醇为原料，在醇/酸摩尔比为1.2～1.8:1的范围内，合成了PE1型聚酯多元醇，其羟值范围为33～108mg/g；以丙烯海松酸和新戊二醇为原料，在醇/酸摩尔比为1.2～1.8:1的范围内，合成了PE2型聚酯多元醇，其羟值范围为38～112mg/g；以马来海松酸和新戊二醇为原料，在醇/酸摩尔比为1.8～2.8:1的范围内，合成了PE3型聚酯多元醇，其羟值范围为51～153mg/g。
　　 3.聚酯多元醇产物的红外光谱中无2500 cm-1左右的羧基峰，表明丙烯海松酸和马来海松酸中的羧基均发生了较完全的酯化反应。产物的平均分子量测定表明随着产物羟值的升高，其平均分子量和聚合度降低。PE1，PE2型聚酯多元醇官能度范围为1.88～1.95，而PE3型则为2.76～2.85。
　　 4.对合成的产物进行了热重分析，所得松香基聚酯多元醇的初始失重温度范围为215℃～266℃，体现出很好的耐热性。可以作为耐热性聚酯多元醇使用。
　　 然后本论文分别以合成的PE1，PE2，PE3型松香基聚酯多元醇为原料，合成了松香基耐热性聚氨酯弹性体，详细讨论了相关产品的性能。主要工作内容如下：
　　 1.进行了松香基聚氨酯弹性体软化点和硬度检测，结果表明：松香基聚酯多元醇的加入可以提高聚氨酯弹性体的软化点和硬度。
　　 2.进行了松香基聚氨酯弹性体常温拉伸强度和断裂伸长率测定，结果表明：松香基聚酯多元醇的加入使得两者都出现了下降。
　　 3.对所合成的松香基聚氨酯弹性体进行了老化，测定了老化后拉伸强度和断裂伸长率，计算出相应的保留率。结果表明，松香基聚酯多元醇的加入导致老化后弹性体拉伸强度下降较少，保留率较高，体现出对聚氨酯弹性体耐热性能的提高。而老化后弹性体的断裂伸长率有所下降，保留率较低。
　　 4.对产品的热重和DSC分析表明，松香基聚酯多元醇的加入能提高产品的初始失重温度和最大吸热峰对应的温度，体现出对耐热性能的改善。