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PCL基和PCL/PEG基形状记忆聚氨酯的合成及结构和性能的研究

陈国梁

   形状记忆聚氨酯因其优异的智能特性和宽领域的应用成为智能聚合物材料研究的热点。但其结构与性质的关系仍有许多不明确,故本文制备了系列形状记忆聚氨酯,研究其微结构、热性能、力学性能和透湿性能,以求明晰其间的关系。 本文分别以聚己内酯(PCL3000)和聚己内酯/聚乙二醇(PCL3000/PEG2000)为软段,甲苯二异氰酸酯(TDI)为硬段,1,4—丁二醇(BDO)和丙三醇(GA)为扩链剂,按设定的合成工艺,通过改变软段成分、硬段含量和扩链剂类型制得质量分数在25%左右的线形和交联型两大系列形状记忆聚氨酯溶液,并通过涂敷烘干法成膜。在此基础上,通过在预聚阶段加入二羟甲基丙酸(DMPA)和在扩链反应后加入三乙胺(TEA)中和,制得相应的离子型形状记忆聚氨酯溶液和膜。 通过差热示差分析(DSC)、红外光谱分析(FTIR)、广角衍射分析(WAXD)和拉伸性能测试分析等表征了膜的热性能、微结构和拉伸性能。DSC测试结果表明:ⅰ)45℃-55℃温度范围内均表现出很好的软段结晶熔融行为;ⅱ)硬段含量的增加在一定程度上加强了对软段的束缚,同时也破坏了软段的结晶,表现为软段结晶熔融温度的增加和结晶度的降低;ⅲ)软段成分PEG的加入使得软段相的结晶行为得到加强,表现为软段结晶熔融结晶度的增加和结晶峰数量的增加。FTIR测试结果表明:ⅰ)硬段含量的增加对红外光谱形状没有明显影响,但软段成分的改变对光谱形状有一定影响:ⅱ)PEG的加入使得硬段中的羰基氢键化的程度增加;ⅲ)线形、交联型和离子型三大系列SMPU均出现无序氢键化羰基(C=O)吸收峰和N-H键的吸收峰。WAXD衍射分析表明:三大系列SMPU的软段和硬段部分均呈现出比较明显的衍射峰,这说明软段部分和硬段部分出现了明显的相分离。拉伸性能测试表明:线形和交联型SMPU膜的拉伸性能要优于相应硬段含量的离子型SMPU膜的拉伸性能。 用织物透湿仪测试了膜的透湿性能,结果表明:三大系列形状记忆聚氨酯膜均体现了较强的温度敏感性,尤其当温度在35℃到50℃之间时,它们各自透湿性能均有突跃,离子型SMPU膜体现出更为优越的智能透湿气性能,尤其部分式样在记忆温度附近的透湿气率分别发生了多于12倍和近20倍的变化。……   
[关键词]:形状记忆聚氨酯;微结构;热性能;拉伸性能;透湿性能
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:东华大学2008年