【硕士】聚氨酯弹性体的分子结构设计与阻尼性能研究

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内容简介

　　【硕士】聚氨酯弹性体的分子结构设计与阻尼性能研究　　授予学位：硕士　　学位授予单位：北京化工大学　　学位年度：2008　　 阻尼材料是一种能吸收振动机械能并将之转化为热能而耗散的新型功能材料。20世纪50年代发展起来的高分子阻尼材料具备的主要性能之一是阻尼温域宽、阻尼因子高。聚氨酯(PU)作为阻尼材料的优势在于可以通过调节软硬段的比例而获得宽温域、高性能的阻尼材料。根据前人研究的成果，常用的提高阻尼性能的方法主要有两类：一是改变高聚物的大分子结构。通过接枝、嵌段等方法来改变分子链的刚性结构，调节主链与侧链上刚性链与柔性链的不同配比；二是采用高分子共混技术。互穿聚合物网络(IPN)技术可以通过网络互穿和链缠绕效应有效地控制高分子共混物组分间的相容性，拓宽阻尼温域。但是，上述方法只能用来调整PU材料在Tg附近的阻尼因子，或者单一拓展PU在Tg附近的有效阻尼温域。　　 本文在查阅大量前人工作的前提下，提出了一种新的设计理念，在聚氨酯交联网络上有选择性的引入一些悬挂链结构，这些含有8．18C长度的支链存在于聚氨酯分子主交联网络之间，当材料在交变力场作用下，可以产生不同于主交联网络结构的动态力学性能，增加Tg之后材料的能耗，从而提高PU材料在Tg之后的阻尼因子，拓宽PU的有效阻尼温域。文中在PU弹性体体系中添加了一种自制的含有悬挂链结构的二元醇作为扩链剂，制备了新型PU阻尼材料。讨论了带有长支链的扩链剂对PU弹性体阻尼性能的影响机理，并对其动态性能与硬段及交联剂种类配比之间的联系进行了分析研究。实验证明，悬挂链的存在可有效地拓宽PU的阻尼温域，当使用温度高于Tg时，阻尼因子可以在30．80℃的温度范围内保持一个较大平台区其数值均高于O．4，大大提高了阻尼能耗区的面积。并且通过实验可知在PU体系中添加适当的交联剂和杂化小分子填料，都可以在一定程度上提高阻尼效果。　　 本文还研究了混合硬段结构PU材料的性能，用HDI和TDI制得了PU弹性体，讨论了混合比例对材料阻尼性能，相分离程度的影响。结果表明，通过调节不同硬段混合的比例可以调整PU的阻尼性能和力学性能，可以灵活控制阻尼材料的有效温域。　　

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