多羥基聚丁二烯的合成及其彈性體的制備研究.pdf

1、聚烯烴多元醇是一種制備彈性體的重要原料。常用的聚烯烴多元醇主要是分子鏈段中含有兩個羥基的端羥基聚丁二烯(HTPB)，其本身具有透明度好、粘度低、耐油耐老化、低溫性能和加工性能好的優(yōu)點。但用HTPB制備的聚氨酯彈性體一般具有較低的拉伸強度和斷裂伸長率。多羥基聚丁二烯(PHPB)是結(jié)構(gòu)中比HTPB含有更多羥基的遙爪型液體材料。由PHPB與異氰酸根反應生成的支化聚氨酯彈性體比線性聚氨酯彈性體結(jié)構(gòu)中的氨酯基氫鍵多。高聚物分子間氫鍵的增多使得分子

2、之間內(nèi)聚力增大，提高了聚氨酯彈性體力學性能。因此，通過分子設(shè)計改性HTPB制備出分子鏈段中含有多個羥基的PHPB具有一定的實用價值和科學理論意義。
　　1.本文通過分子設(shè)計在氫氧化鈉堿性條件下，以HTPB和環(huán)氧氯丙烷(ECH)為原料，四丁基溴化銨(TBAB)為催化劑，首次在HTPB兩端接入更多的羥基制得PHPB。并用紅外光譜儀(IR)、氫核磁共振儀(1H-MNR)進行測試表征。通過單因素實驗優(yōu)選了合成PHPB的工藝條件。合成PHP

3、B的較適宜的條件為:反應溫度為55℃，反應時間1.5h，原料、氫氧化鈉以及催化劑的摩爾比為n(HTPB)∶n(ECH)∶ n(NaOH)∶ n(TBAB)=1∶2.9∶3∶0.03。TG分析結(jié)果可知，較佳條件下合成的PHPB的熱穩(wěn)定性比HTPB的熱穩(wěn)定性好。
　　2.以合成的PHPB為原料，甲苯二異氰酸酯(TDI)為固化劑，1，4-丁二醇(BDO)為擴鏈劑，二月桂酸二丁基錫(DBTDL)為催化劑，采用一步法制備聚氨酯彈性體。利用差

4、示掃描量熱儀(DSC)、熱重分析儀(TG)以及電子萬能拉伸試驗分析儀對聚氨酯彈性體的力學性能和熱性能進行測試分析。實驗結(jié)果表明，當固化參數(shù)R=1.2，催化劑用量為0.6％，n(BDO)∶ n(PHPB)=3∶1，固化溫度為65℃時，制備的聚氨酯彈性體力學性能較好。較優(yōu)條件下制得的彈性體進行的拉伸強度為4.04 MPa，斷裂伸長率為282.02％，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度在-20℃左右，熱分解溫度為226℃，最大熱失重速率出現(xiàn)在278.71℃和46

5、4.18℃，表現(xiàn)出優(yōu)異的熱學性能。
　　3.不同的HTPB和PHPB固化體系粘度隨時間的變化不同，采用DV2T型旋轉(zhuǎn)粘度儀測定了不同的HTPB和PHPB固化體系粘度隨時間的變化。測定結(jié)果顯示:BDO作為擴鏈劑，DBTDL作為催化劑，固化參數(shù)R=1.2，HTPB-TDI和PHPB-TDI固化體系較佳。固化參數(shù)R相同時，PHPB-TDI-BDO-DBTDL體系固化所需時間比HTPB-TDI-BDO-DBTDL體系所用時間短。
　

6、　4.采用非等溫差示掃描量熱法研究了二月桂酸二丁基錫對HTPB-TDI-BDO和PHPB-TDI-BDO體系固化反應的動力學影響。結(jié)果表明，HTPB-TDI-BDO固化體系不加催化劑時表觀活化能為60.28 KJ·mol-1，加入二月桂酸二·丁基錫的表觀活化能為48.39 KJ·mol-1，反應級數(shù)分別為0.886和0.864。PHPB-TDI-BDO固化體系無催化劑時表觀活化能為52.38 KJ·mol-1，而加入催化劑二月桂酸二丁基