單組分德國(guó)巴斯夫Elastollan LP9239 TPU密封膠耐熱性能的研究
單組分濕固化德國(guó)巴斯夫Elastollan LP9239 TPU密封膠的主體材料中含有封端的異氰酸酯基團(tuán)，能在室溫下與空氣中的水分反應(yīng)，形成高強(qiáng)度彈性體。該類(lèi)密封膠具有良好的機(jī)械物理性能、耐化學(xué)腐蝕、耐水、耐低溫、抗振動(dòng)沖擊等性能，因此廣泛應(yīng)用于車(chē)輛生產(chǎn)裝配及維修，機(jī)械加工各領(lǐng)域。
但由于聚氨酯密封膠固化為彈性體后耐熱性能較差，在高溫條件下易出現(xiàn)軟化、分子鏈斷裂、彈性體降解等現(xiàn)象，導(dǎo)致其機(jī)械性能下降明顯。因此長(zhǎng)期工作溫度不宜超過(guò)90 ℃，短期的使用溫度不能超過(guò)120 ℃[2]。本文通過(guò)實(shí)驗(yàn)考查了單組分聚氨酯密封膠的幾種原材料聚醚多元醇、擴(kuò)鏈劑、抗氧劑異氰酸酯多聚體對(duì)耐熱性能的影響。
在90 ℃熱老化過(guò)程中336 h之前3種樣品均出現(xiàn)了拉伸強(qiáng)度上升，斷裂伸長(zhǎng)率下降的情況，主要是由于在熱老化過(guò)程的前期聚氨酯支鏈?zhǔn)軣峥s緊造成硬度、強(qiáng)度上升。隨著熱老化時(shí)間的延長(zhǎng)，支鏈部分開(kāi)始受熱慢慢斷裂，則物理性能表現(xiàn)為拉伸強(qiáng)度逐步下降，斷裂伸長(zhǎng)率略微上升。
由拉伸強(qiáng)度變化率發(fā)現(xiàn)變化率*小的為樣品Ⅲ，但由于采用分子質(zhì)量為6 000的聚醚多元醇合成預(yù)聚物制成，分子質(zhì)量上升的同時(shí)，分子鏈也隨之增長(zhǎng)，因此在熱老化過(guò)程中斷裂伸長(zhǎng)率下降的**值更大。表5～6為熱老化性能變化率。
聚氨酯的耐熱性可由其軟化溫度和熱分解溫度進(jìn)行評(píng)價(jià)，一般來(lái)說(shuō)聚氨酯彈性體的分子質(zhì)量提高有利于提高其軟化溫度，熱分解溫度取決于大分子結(jié)構(gòu)中各基團(tuán)的耐熱性，在分子結(jié)構(gòu)相同情況下分子質(zhì)量高的其耐熱性更高。
改善聚氨酯密封膠耐熱性能有多種有效途徑，在實(shí)際操作中可根據(jù)產(chǎn)品性能指標(biāo)需要對(duì)原材料進(jìn)行合理的選擇達(dá)到提升耐熱性能的目的。
（1）由實(shí)驗(yàn)證明，提高預(yù)聚物分子質(zhì)量所制得的密封膠在90 ℃的耐熱性能有所提升。
（2）添加擴(kuò)鏈劑可以提高聚氨酯密封膠的耐熱性能，采用三官能度的擴(kuò)鏈劑TMP效果要優(yōu)于兩官能度的擴(kuò)鏈劑1，4-丁二醇。
（3）添加抗氧劑是提高密封膠耐熱性的有效途徑，含抗氧劑的樣品高溫拉伸強(qiáng)度衰減速率明顯低于未添加抗氧劑的樣品。
（4）可通過(guò)添加異氰酸酯三聚體提高密封膠的整體耐熱性能，但交聯(lián)密度上升的同時(shí)膠的柔韌性下降。
德國(guó)巴斯夫Elastollan LP9239 TPU改性環(huán)氧樹(shù)脂的研究進(jìn)展
由于環(huán)氧樹(shù)脂具有優(yōu)異的粘接性能和力學(xué)性能，因而得到了廣泛的應(yīng)用；但是由于其耐熱性差、脆性大，極大的限制了其在高性能領(lǐng)域中的應(yīng)用。聚氨酯具有高彈性、耐磨、抗撕裂等特點(diǎn)，且與環(huán)氧樹(shù)脂相容性好。因此，利用聚氨酯改性環(huán)氧樹(shù)脂能顯著提高其力學(xué)性能，實(shí)現(xiàn)環(huán)氧樹(shù)脂在眾多領(lǐng)域的應(yīng)用。
環(huán)氧樹(shù)脂(EP)具有優(yōu)異的粘結(jié)性、機(jī)械強(qiáng)度、化學(xué)穩(wěn)定性、電絕緣性等優(yōu)點(diǎn)，因而在機(jī)械、航天航空、涂料和粘接等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。但EP質(zhì)脆、耐沖擊性差、耐濕熱性差及剝離強(qiáng)度和開(kāi)裂應(yīng)變低等缺點(diǎn)限制了其更廣泛的應(yīng)用。多年來(lái)對(duì)EP的改性研究一直是國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究熱點(diǎn)，其中采用聚氨酯(PU)改性EP是一種有效的手段。PU具有高彈性、耐磨、抗撕裂等特點(diǎn)，且與EP相容性好。因此，利用PU改性EP能顯著提高其力學(xué)性能，實(shí)現(xiàn)EP在眾多領(lǐng)域的應(yīng)用。
德國(guó)巴斯夫Elastollan LP9239 TPU增韌EP
TPU與EP形成互穿網(wǎng)絡(luò)聚合物(IPN)增韌EP的方法是另一研究熱點(diǎn)。IPN是組成和構(gòu)型不同的均聚物或共聚物的物理混合物，是特殊的多相體系，其特點(diǎn)是一種材料無(wú)規(guī)則地貫穿到另一種材料中，使得IPN體系中兩組分之間產(chǎn)生了協(xié)同效應(yīng)，起“強(qiáng)迫包容”的作用，得到比一般共混物更加優(yōu)異的性能。在EP／PU互穿網(wǎng)絡(luò)聚合物中．兩相界面因各種極性基團(tuán)或反應(yīng)性基團(tuán)的存在而引起的不同作用力(氫鍵和化學(xué)鍵)，可有效地提高兩聚合物的相容性和穩(wěn)定性。
在互穿網(wǎng)絡(luò)聚合物形成過(guò)程中，環(huán)氧開(kāi)環(huán)中所新產(chǎn)生的羥基與一NC0能發(fā)生反應(yīng)，大分子多元醇中羥基與環(huán)氧基的反應(yīng)。以及一NC0與環(huán)氧基發(fā)生反應(yīng)形成嗯唑烷酮的反應(yīng)．這三種反應(yīng)形成網(wǎng)絡(luò)間的化學(xué)鍵，構(gòu)成了PU和EP分子鏈之間的化學(xué)接枝反應(yīng)，有效地改善PU／EP體系中PU和EP分子間的相容性及相互貫穿，且固化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)研究表明。PU的加入可明顯降低EP固化反應(yīng)的表觀活化能．
端硅氧烷低聚物改性德國(guó)巴斯夫Elastollan LP9239 TPU
有機(jī)硅氧烷具有低的表面張力、良好的低溫柔韌性和耐候性，如能將硅氧烷作為取代基引入到PU中。則改性的PU將兼具有硅氧烷和PU的雙重優(yōu)異性能。再利用硅氧烷封端低聚物改性EP，不僅能起到增韌的目的，提高力學(xué)性能，同時(shí)又能改善EP的耐熱性和耐候性，這將是很有意義的。
前景展望
利用不同類(lèi)型的PU改性EP的研究已取得令人矚目的成就，改性后的EP已廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展、社會(huì)環(huán)保意識(shí)的提高及社會(huì)對(duì)新材料的迫切需求．對(duì)PU的性能也提出了更高的要求。研究功能化、高性能化的PU，不斷開(kāi)發(fā)出具有新官能團(tuán)結(jié)構(gòu)的PU將是研究的一個(gè)重要方向。根據(jù)多年的研究經(jīng)驗(yàn)，筆者認(rèn)為將PU—EP／IPN材料的力學(xué)性能和功能性結(jié)合起來(lái)．制造新型結(jié)構(gòu)、功能一體化新型材料將是未來(lái)研究的發(fā)展方向，具有廣闊的市場(chǎng)潛力和良好的發(fā)展前景。