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本研究在固定的工艺条件和受热史下,合成了以PTMEG1000、2000、3000为软段,MDI、NDI、PPDI和各种结构的醇扩链剂构成的硬段、本体聚合浇注的系列弹性体杆品。分别采用Instron电子万能试验机、DMA、DSC、红外光谱和SEM、TEM对系列样品进行了性能测试及结构表征,探讨了结构与力学性能关系:进一步采用Akron磨耗仪全面评价了样品的耐磨性,研究了结构对磨耗的影响规律及PUE的磨耗行为;借助于TEM、SEM及红外光谱研究了磨损表面的微观形貌及磨耗的断裂力学机理。 通过上述研究得到以下结论: 1.相同软段分子量下,耐磨性能随硬段含量提高而提高:扩链剂的结构影响硬段微区的模量,从而影响材料的耐磨性:随着磨耗夹角的增大,磨耗量增加。 2.用电镜直观表征了材料在磨损过程中的微观形貌,在表层及亚表层发现微裂纹及微裂纹聚集区:同时用红外确定了磨损过程中化学键的断裂方式,断裂发生在软段与硬段相连的C-N上,软段以磨屑脱落。 3.提出了材料的断裂力学的机理为:①材料在磨损过程中遵循断裂裂纹理论、复合材料理论,即硬段塑料相抑制裂纹生长、发展与聚集,软段相、硬段相与过渡区三者,应形成匹配的模量;②材料在磨损过程中破坏体系的相分离,使体系发生一定程度的相混合;③磨损力与正压力共同作用,对材料表面挤压,形成45~0的剪切纹,剪切纹进一步形成应力集中点而加速磨损,形成犁沟;④在材料亚表层,形成微裂纹集中区,磨损的发生是由表层分子、亚表层分子逐层向材料内部的剥离:⑤磨损的发生是分子链的断裂,分子链断裂主要集中于软段与硬段之间相连的化学键,即C-N键的断裂,断裂后软段以磨屑脱落: 4.NDI/PTMEG体系的抗张强度、耐磨性能均不如MDI/PTMEG体系,但NDI/PTMEG体系的撕裂强度、动态性能较佳。