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结构是决定材料性能的根本因素,研究分子结构对聚氨酯(PU)阻尼材料的影响是提高其性能的有效途径。本文根据基团贡献分析法和聚合物阻尼性能定量化理论对聚醚型、聚酯型以及聚醚酯型PU阻尼材料进行分子结构设计,调节软硬段种类及含量制备了一系列PU阻尼材料,并对其性能进行了系统研究。通过四氢呋喃聚醚(PTMG)、聚丙二醇聚醚(PPG)与甲苯二异氰酸酯(TDI100)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI50)反应合成PU预聚体,用含有不同侧基结构的二醇和二胺扩链剂扩链,制备了聚醚型PU阻尼材料。PPG型PU的损耗角正切(tanδmax)明显高于PTMG型PU,力学性能次之。PPG2000型PU的tanδmax略高于PPG1000型PU,且tanδ>0.3的阻尼温域向低温方向移动。二醇扩链剂中醚键和侧甲基的引入,有助于tanδmax值增大,tanδ>0.3的阻尼温域拓宽;二胺扩链剂中苯环的引入,使tanδ>0.3的阻尼温域变窄且移向高温。TDI100/MOCA硬段体系的PU比MDI50/BDO的DMA谱图的峰形扁而宽,tanδ>0.3的阻尼温域靠近高温,力学性能较好。通过聚丁二酸新戊二醇酯(PNS)、聚己二酸新戊二醇酯(PNA)与TDI100、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)反应合成PU预聚体,用不同结构二胺扩链剂扩链,制备了聚酯型PU阻尼材料。PNA型PU比PNS型PU的tanδmax稍高,Tg偏小,tanδ>0.3的阻尼温域靠近低温。随PNS分子量增加,tanδmax由0.73增加到1.10,tanδ>0.3的阻尼温域略向低温移动,力学性能有所降低。TDI100型PU比IPDI型PU的tanδmax和Tg都高,但tanδ>0.3的阻尼温域较窄,力学性能偏低。二胺扩链的PU阻尼性能的大小依次为:MOCA>L-MOCA>M-CDEA。扩链系数降低,tanδmax明显增大,力学性能有所下降。通过丙氧基新戊二醇(PNP)与丁二酸(SA)、己二酸(AA)反应合成了聚丁二酸丙氧基新戊二醇酯(PNPS)和聚己二酸丙氧基新戊二醇酯(PNPA),与TDI100反应合成PU预聚体,用MOCA扩链,制备了聚醚酯型PU阻尼材料。PNPS型PU的阻尼性能优于PNPA型PU阻尼材料。随着PNPS分子量增大,阻尼性能提高并移向低温,力学性能有所下降。采用FTIR和1H-NMR对其原料、聚酯及聚醚酯结构进行表征,GPC测试的聚醚酯二醇实际分子量和理论分子量相近。AFM显示了PU阻尼材料明暗相间的微相分离结构,颜色较亮的为硬段均匀分散于颜色较暗的软段中,随软段分子量增大,相分离明显。SEM进一步验证了聚酯型PU阻尼材料明显的微相分离结构。TGA和DSC结果表明:PU阻尼材料具有较好的耐热性能,聚醚型PU阻尼材料具有两个明显的软、硬段Tg,而聚酯型PU阻尼材料只有软段的Tg转变峰。随着软段分子量的增加,耐热性能变差。XRD结果表明:聚酯型PU阻尼材料具有极少量的的微晶存在。对PNS型PU阻尼结构进行测试,激励幅值和加载频率对等效水平刚度、等效阻尼比、屈服后刚度以及屈服力都有重要影响,需要综合考虑各参数之间的关系,应用于实际阻尼结构设计中。