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NDI型聚氨酯微孔弹性体的性能研究
来源: | 作者:dab001 | 发布时间: 2011-10-31 | 2962 次浏览 | 分享到:
NDI型聚氨酯微孔弹性体比TDI型可承受应力大，变形更小，NDI型聚氨酯微孔弹性体更适用于强冲击小变形的场合。 扩链剂选择聚己内酯PCL300，得到的NDI型聚氨酯微孔弹性体性能较好。异氰酸酯指数在1.2至1.3之间时，综合性能最佳。

        NDI型聚氨酯的主要原料是1，5．萘二异氰酸酯(NDI)和聚己二酸丁二醇酯(PBA)。NDI聚氨酯的微孔弹性体具有硬度高，回弹性、耐热性、耐磨性以及耐油性好以及动态性能优异等特点，在缓冲减振领域有着特殊的应用。目前广泛用在交通运输产中。例如应用NDI型聚氨酯微孔弹性作为汽车的减震或者高铁铁轨减震体，可有效提高乘坐的舒适性和形式的平稳性。还被广泛用于各类高速运转的机械、电梯等设备。

        通过试验，我们发现
第一，NDI型聚氨酯微孔弹性体比TDI型可承受应力大，变形更小，NDI型聚氨酯微孔弹性体更适用于强冲击小变形的场合。
第二，扩链剂选择聚己内酯PCL300，得到的NDI型聚氨酯微孔弹性体性能较好。
第三，异氰酸酯指数在1.2至1.3之间时，综合性能最佳。
 
        首先分析异氰酸酯种类对聚氨酯微孔弹性体性能的影响。
        将密度同为120 kg／立方米的NDI型与TDI型聚氨酯微孔弹性体进行对比。在应变相同时，NDI型的应力比TDI型的大很多，说明相同的变形下NDI型可以承受更高的载荷。在应力相同时，NDI型的应变比TDI型的小很多，说明相同的载荷下NDI型的变形更小。
 
        其次考察扩链剂对弹性体性能的影响。
        扩链剂对于改善和调节聚氨酯微孔弹性体的性能有很大作用。采用聚己内酯(PCL300)为扩链剂制得的NDI型聚氨酯微孔弹性体的压缩强度较大，采用聚醚2000和1，4．丁二醇时的交联密度低。原因在于PCL300在可形成高交联密度的同时，还有大量氢键形成了物理交联，使NDI型聚氨酯的整体压缩强度得到提高；而三羟甲基丙烷限制了硬段氢键形成，所形成的NDI型聚氨酯的压缩强度较小。
 
        第三，分析异氰酸酯指数对弹性体性能的影响
        将聚醚TMN2000作为扩链剂，考察异氰酸酯指数对聚氨酯微孔弹性体压缩的影响。发现异氰酸酯指数增加，所得到聚氨酯微孔弹性体的压缩强度也随之增强。说明异氰酸酯指数增加，分子链段中硬段含量增加，刚性链段增多，交联程度增加，导致压缩强度增大。需要指出的是，如果异氰酸酯指数过高带来的负面影响是材料的工艺性能下降。较理想的异氰酸酯指数应当在1.2至1.3左右。
 
        最后，对比NDI聚氨酯微孔弹性体和与TDI型聚氨酯微孔弹性的物理性能。
        与TDI型聚氨酯微孔弹性体相比，NDI型具有更低的阻尼因子，更窄的阻尼温域范围，更小的阻尼峰面积。这是由于NDI型聚氨酯分子结构中的硬段由萘环组成，规整度高，链段的刚性大，与软段间相容性差，易产生两相间微相分离，加之硬段结晶规整，软硬混合区域较少，在受到外力作用后的内摩擦力小，阻尼值低。有理由相信，在高载荷工作状态下，NDI型的内生热小、承载力大，将表现出缓冲性好，寿命长的特点。另外，我们考察了NDI型聚氨酯微孔弹性体的TG曲线，在260℃时几乎没有明显的热重损失，质量损失5％ 时的热分解温度为260—290℃，质量损失10％时的热分解温度为290—320℃ ，而普通聚氨酯的热分解温度为240℃。可见NDI型聚氨酯具有更好的热稳定性，能够承受高频作用力下因生热而产生的高温，满足缓冲材料所必备的耐热性能。