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电子产品领域中,产品向高集成度、高功率、高频率的方向发展,对材料性能的要求越来越高,不仅要求良好的导热性能,还要求良好的力学、阻燃、电绝缘、加工性能等。因而高分子材料越来越受关注。聚氨酯(PU)弹性体具有优异的综合性能,如强度较高、硬度范围较宽、耐磨性优异、耐疲劳性良好等,且性能可调程度大,特别适用于制备兼具多种优异性能的高分子材料。本文通过分子设计合成了强度、硬度和耐热性兼优的PU,并通过填充不同的填料获得良好的阻燃和导热性能。这种材料制造成本较低、功能多样,具有良好的市场发展前景。本文使用聚四氢呋喃二醇(PTMG)、聚醚多元醇4110(4110)、六亚甲基二异氰酸酯三聚体(HDI三聚体)和三乙醇胺(TEOA)合成了PU弹性体,研究了PTMG、4110和TEOA的用量对PU拉伸性能和硬度的影响,并讨论了TEOA和4110的加入对PU热性能的影响。当TEOA和4110的用量分别为醇类单体总量(TA-OH)的25 wt%和38wt%时,PU的强度、硬度和热性能兼优,拉伸强度为27.2 MPa,冲击不断,邵D硬度为70°,5 wt%失重的温度为306℃,且PU交联密度较高,热导率为0.272 W/(m·K),极限氧指数(LOI值)为25.1%,不能通过UL94 V-0级。采用磷酸和聚氧化丙烯三醇为原料,本文合成了聚氧化丙烯三醇磷酸酯(PPT-P),并用来改性氢氧化铝(ATH)和氧化镁(MgO),分别制备了ATH-P和MgO-P。PPT-P具有PU软段结构,能明显改善ATH和MgO与PU的相容性。填充量相同时,PU/ATH-P比PU/ATH具有更高的力学和阻燃性能,PU/MgO-P比PU/MgO具有更高的力学、导热和阻燃性能以及热性能。采用ATH-P为阻燃填料,填充量为40 vol%时,PU/ATH-P兼具良好的力学和阻燃性能,拉伸强度为23.8 MPa,能通过UL94 V-0级,但其导热性能不佳。以MgO-P为导热填料,填充量为45 vol%时,PU/MgO-P兼具良好的力学和导热性能,拉伸强度为27.9MPa,热导率为1.276 W/(m-K),但阻燃性能无法达到UL94 V-0级。为了制备兼具良好导热和阻燃性能的复合材料,以ATH-P部分取代MgO-P。当MgO-P和ATH-P的填充量分别为30 vol%和15 vo1%时,PU/MgO-P/ATH-P的导热和阻燃性能较好,热导率为1.009 W/(m·K),可以通过UL94 V-0级。在此用量下,ATH-P和MgO-P具有协效导热和阻燃作用。改变MgO的粒径和形状,可进一步提高PU/MgO-P/ATH-P的导热性能,如采用形状不规则和粒径分布较宽的a-MgO-P代替片状的MgO-P对,复合材料在通过UL94 V-0级的同时,其热导率提高了34%,为1.356 W/(m·K)。