聚碳酸亚丙酯型聚氨酯材料的合成

【摘要】脂肪族聚碳酸酯型聚氨酯是一种性能优越的聚氨酯材料,目前脂肪族聚碳酸酯多元醇(APC)大多是采用酯交换法制备,该方法生产成本高,产品应用受到限制。CO2与环氧化物共聚制备的APC,生产成本低,有明显的环保意义,具有广阔的市场前景和工业价值。然而,从已报道或市面上的以该多元醇合成聚氨酯材料的文献结果看,由于多种因素的影响,以其为原料的聚氨酯弹性体力学性能差,与聚醚及聚酯型聚氨酯弹性体相比有较大差距。本课题采用新型双金属氰化物催化剂制备了聚碳酸酯亚丙酯二醇(PPC),该产品分子量分布窄(MWD=1.2-1.3),其残余金属离子含量在50-100ppm之间。本文以该二元醇为基础,制备出湿固化聚氨酯胶粘剂和聚氨酯弹性体,对影响产品性能的因素进行探索,发现影响产品性能的关键因素,为其工业应用提供技术支持。具体结果如下：1、湿固化聚碳酸亚丙酯型聚氨酯胶粘剂的粘接性能远优于聚醚型的,而其反应速度和储存稳定性则稍差一些。2、聚碳酸亚丙酯型聚氨酯弹性体(PUE-PPC)表现出比聚醚型弹性体(PUE-PPG)更好的力学性能,而与比聚酯型弹性体(PUE-PBA)更好水解稳定性,但其结晶性能和耐热性能相对较差。3、随异氰酸酯指数的减小,弹性体的力学强度先增大后减小,并在R=1.05时达到最大值,断裂伸长率则一直增大,而硬度微微降低；随着预聚体-NCO基含量的增加,弹性体的力学强度不断增大,断裂伸长率减小,微晶尺寸也增大；扩链剂链长越短,弹性体力学性能越好,交联剂有利于提高力学强度,但导致断裂伸长率大幅度下降；随着软段相对分子量的增加,弹性体力学性能增加,而硬度和Tg则降低。4、随着PPC中-COO含量的增加,弹性体的力学强度增加,而断裂伸长率稍微下降,耐热性下降,软段Tg升高。5、相对于聚醚型聚氨酯弹性体,聚碳酸亚丙酯型聚氨酯弹性体和聚酯型聚氨酯弹性体显示出较好的耐有机溶剂性能。6、凝胶含量随着软段分子量、软段中-COO含量和预聚体中-NCO基含量的增加而增加,而溶胀度则减少。7、聚碳酸亚丙酯二醇中微量残余催化剂对树脂的长期热稳定性有一定的影响,在75℃加热5h后,即可观测到明显的降解现象；研究发现,通过加入0.35‰-0.65‰(质量分数)助剂,将残余催化剂钝化,即可解决上述问题。
【作者】陈伟彬；
【导师】刘保华；
【作者基本信息】广东工业大学，高分子化学与物理，2014，硕士
【关键词】聚碳酸酯；聚碳酸亚丙酯二元醇；聚氨酯；胶粘剂；弹性体；

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