【硕士】锑类化合物在聚氨酯RIM弹性体中的应用

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内容简介

　　【硕士】锑类化合物在聚氨酯RIM弹性体中的应用　　授予学位：硕士　　学位授予单位：河南科技大学　　学位年度：2008　　 聚氨酯RIM 弹性体(RIM-PUE)作为聚氨酯材料的一个分支，具有优异的机械性能、良好的耐磨性和化学稳定性，可作为结构型部件在许多领域获得广泛应用。但某些性能却需要不同程度的提高，如拉伸强度、断裂伸长率等。RIM-PUE的性能除与成型工艺、原料规格等有关外，聚醚组分中水分对RIM-PUE 性能的影响十分显著。锑类化合物中乙二醇锑可与水反应生成氧化锑和乙二醇(EG)，降低聚醚组分中水分含量；而氧化锑可作为增强填料，因此本课题系统研究了锑类化合物在RIM-PUE 中的应用。　　 本文以高活性聚醚、液化MDI、EG 及胺锡复配催化剂等为主要原料来合成RIM-PUE。首先探讨了聚醚组分中水分、乙二醇锑、氧化锑含量对RIM-PUE 工艺、性能和结构的影响，并测定了锑类化合物在EG 中的溶解度。在此基础上，重点研究了乙二醇锑与组合聚醚中水分的反应特性，探讨了含乙二醇锑组合聚醚在制备RIM-PUE 材料中的应用。结果表明：(1)随着聚醚组分中水分含量的增加，聚合反应时间延长；材料的硬度先略微升高，后缓慢下降；材料的密度、挠曲模量、拉伸强度、断裂伸长率先缓慢下降，后下降显著；材料的发泡趋势越加明显。因此，为获得高性能的RIM-PUE，必须严格控制聚醚组分中水分含量最好控制在0.1%以内。(2)随乙二醇锑含量的增加，制品的密度缓慢上升，硬度和拉伸强度上升较快，而断裂伸长率先增至峰值210%后下降，乙二醇锑的结晶结构破坏；随氧化锑含量的增加，制品的密度、硬度及拉伸强度缓慢上升，而断裂伸长率显著下降，氧化锑的结晶结构依然存在；当乙二醇锑和氧化锑含量相同时，乙二醇锑对聚氨酯体系表现出较高的催化活性，对复合材料性能的影响较大。(3)乙二醇锑与水的反应：在组合聚醚体系中反应较快，在EG 体系中不反应，在聚醚体系中反应较慢；其反应级数为n=3，活化能Ea=18.30kJ/mol，指前因子Kc0=5.81912×106，Arrhenius 方程式为c lgK =6.7149-956.01286/T ；在1h 内组合聚醚体系中水分浓度急剧降低约50%左右，随后缓慢降低；乙二醇锑在EG中的溶解度较氧化锑在EG 中的溶解度大。(4)在含乙二醇锑组合聚醚相同贮存时间内增大乙二醇锑/水摩尔比，或在乙二醇锑/水摩尔比相同条件下延长含乙二醇锑组合聚醚的贮存时间，可使聚合反应时间逐渐缩短，复合材料的密度、硬度提高，拉伸强度、断裂伸长率显著增加；未反应的乙二醇粒子和反应生成的氧化锑粒子在RIM-PUE 基体中分散较均匀，仅有少量颗粒团聚。(5)DSC 分析表明乙二醇锑的添加没有改变RIM-PUE 微相分离结构，使RIM-PUE 软段和硬段的玻璃化温度有所提高；TGA-DTA 分析表明，添加乙二醇锑可使RIM-PUE 耐热性有所提高。　　　　　　

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