论文部分内容阅读
聚脲弹性体是由异氰酸酯组分和氨基化合物组分反应生成的一种弹性体材料。该弹性体材料具有优异的理化性能,如力学性能、耐磨性、防腐蚀等,不i含催化剂,施工时不受环境温度、湿度的影响,是一种绿色无污染的环保材料。为进一步提高聚脲材料的综合性能,扩大应用领域,本文主要研究了脂肪族聚脲弹性体的合成及其聚脲纳米复合材料的制备。本文采用六亚甲基二异氰酸酯(HDI)三聚体、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、端氨基聚醚D2000为主要原料,以二甲硫基甲苯二胺(E300)、己二胺、4,4-二氨基环己基甲烷(H12MDA)分别作为扩链剂,经两步法溶液聚合合成了一系列脂肪族聚脲。研究表明,HDI体系、IPDI体系所合成的脂肪族聚脲符合预期结构。确定了反应温度为0℃,预聚时间为30min,采用溶剂挥发成膜的工艺。实验结果表明：IPDI体系所合成聚脲的力学性能优于HDI体系,且反应平稳,不易爆聚。通过热失重测试分析可知,不同扩链剂对聚脲耐热性能影响顺序为：己二胺>二甲硫基甲苯二胺(E300)>4,4-二氨基环己基甲烷(H12MDA).本文采用纳米TiO2、氨基化碳纳米管对IPDI体系的聚脲进行改性研究,制备了一系列聚脲纳米复合材料。研究结果表明,聚脲／氨基化碳纳米管复合材料、聚脲／纳米TiO2复合材料符合聚脲的特征结构,且力学性能、耐热性能均有所提高。在此配方体系中,当纳米粒子含量为0.7wt%时,聚脲纳米复合材料的拉伸强度达到最大值。为考察是否能延长凝胶时间,本文选用三种仲胺扩链剂,即哌嗪、1,4-二氮环庚烷(高哌嗪)、二甲基乙烯基二胺来合成聚脲。产物表征和性能测试结果表明,三种仲胺扩链剂扩链的聚脲符合聚脲的特征结构,在失重率相同的情况下,1,4-二氮环庚烷(高哌嗪)扩链的聚脲失重温度较高,耐热性能较好。通过凝胶时间测试,发现仲胺扩链剂与伯胺扩链剂的聚脲凝胶时间相差无几。