Effaith Segment Meddal o Elastomer Polywrethan ar Ei Priodweddau Mecanyddol
Mae elastomer Urethane (PUE) yn cael ei syntheseiddio'n bennaf o polyolau oligomer, polyisocyanadau ac estynwyr cadwyn fel deunyddiau crai. Gellir addasu ei briodweddau mecanyddol mewn ystod eang. Gellir ei syntheseiddio trwy ddewis deunyddiau crai addas yn ôl yr angen i baratoi cynhyrchion sy'n cwrdd â'r anghenion. A siarad yn gyffredinol, mae polyol oligomer yn cynnwys y segment meddal o polywrethan, polyisocyanate ac estynwr cadwyn yw'r segment caled, ac mae gwahaniad microphase yn digwydd rhwng y segment meddal a'r segment caled, fel bod gan PUE berfformiad rhagorol. Mae yna lawer o ddulliau dosbarthu ar gyfer PUE: yn ôl ei dechnoleg prosesu, gellir ei rannu'n dri math: math castio, math thermoplastig a math cymysgu; yn ôl y broses adwaith cemegol, gellir ei rannu'n ddull un cam a dull dau gam; Gellir rhannu mathau o alcohol yn fath polyether a math polyester.
1 Rhan arbrofol
1.1 Deunyddiau crai ac offerynnau
Polyol homopolyether Tetrahydrofuran (PTMG): Mn=1000 a Mn=2000, Japan Mitsubishi Chemical Corporation, cynnyrch diwydiannol; Polyol polycaprolactone (PCL): Mn=2000, Japan Daicel Chemical Industry Co, Ltd., Cynhyrchion diwydiannol; diol adipate polybutylene (PBA, Mn=1000, 2000), diol adipate polyethylen (PEA, Mn=2000): Yantai Huada Chemical Co, Ltd., cynhyrchion diwydiannol; Diol polycarbonad (PCDL): Mn=2000, Asahi Kasei Chemical Co, Ltd., cynnyrch diwydiannol; 4, 4' - Diphenylmethane diisocyanate (MDI): Yantai Wanhua polywrethan Co., Ltd., cynnyrch diwydiannol; 1, 4 - Butanediol (BDO): Gwaith Cemegol Beijing, gradd ddadansoddol; Dibutyltin dilaurate (T12): Tianjin Ruijinte Chemicals Co, Ltd., gradd adweithydd.
Peiriant profi cyffredinol electronig: Model CMT6104, Shenzhen Xinsansi Mesur Technology Co, Ltd; Durometer Rwber: Model LX-A, Ffatri Deunyddiau Arbrofol Yingkou.
1.2 Synthesis o PUE
1.2.1 Paratoi prepolymer
Dadhydradu'r polyol oligomer o dan wactod ar 100 ~ 110 gradd am 2 awr, oeri i 50 ~ 55 gradd i'w ddefnyddio; Arllwyswch yr MDI wedi'i doddi i mewn i botel tair gwddf, pan fydd y tymheredd MDI yn disgyn i 50 ~ 55 gradd, ychwanegwch y mesurydd Ar gyfer polyolau oligomer da, adweithio'n naturiol yn gyntaf am 30 munud heb wres, ac yna ei droi a'i gynhesu am 2 awr ar 80 ~ 85 gradd , cymerwch samplau i ddadansoddi ffracsiwn màs NCO, a therfynwch yr adwaith pan fydd y gwerth dadansoddi yn agos at y gwerth dylunio. Gellir cael y prepolymer, sy'n cael ei selio a'i storio i'w ddefnyddio'n ddiweddarach.
1.2.2 Paratoi elastomer
Pwyswch swm priodol o prepolymer, ychwanegwch BDO a T12 mewn cyfrannedd, ei droi'n gyflym ac yn gyfartal, ei arllwys i mewn i fowld fflat 120 gradd wedi'i gynhesu ymlaen llaw, a'i wasgu a'i wella am 30 munud pan fydd yn cyrraedd y pwynt gel. Profwyd y priodweddau mecanyddol ar ôl halltu am 18 awr mewn popty ar dymheredd ystafell am 24 awr.
1.3 Dull prawf
Mae cynnwys NCO yn cael ei bennu yn ôl HG/T2409-1992; Mae caledwch Shore A yn cael ei bennu yn ôl GB/T531.1-2008; Mae straen tynnol 300 y cant, elongation adeg egwyl a chryfder tynnol yn cael eu pennu yn ôl GB/T528-2009; mae cryfder y rhwyg yn cael ei bennu yn ôl penderfyniad GB/T531.1-2008 GB/T529-2008.
2.1 Effaith polyolau oligomer ar briodweddau mecanyddol PUE
Mae gwahanol fathau a strwythurau moleciwlaidd polyolau oligomer yn cael effaith uniongyrchol ar briodweddau mecanyddol PUE. Defnyddiwch polyol polyol a polyol polyester gyda'r un màs moleciwlaidd cymharol (y ddau yn 2000), cadwch ffracsiwn màs y segment meddal ar 55 y cant, syntheseiddio prepolymer gyda MDI, cyfernod estyniad cadwyn [n (OH) yn y system: n(NCO)] yw 1, mae'r prepolymer wedi'i ymestyn â chadwyn gyda BDO, a dangosir priodweddau mecanyddol y PUE parod yn Nhabl 1.
Gellir gweld o Dabl 1, pan fo w (NCO) y prepolymer yr un peth, mae priodweddau mecanyddol y PUE y mae ei segment meddal yn PCL, PBA, PEA a PCDL yn gyffredinol yn well na'r rhai y mae eu segment meddal yn PTMG. Mae hyn oherwydd bod PCL, PBAPEA a PCDL i gyd yn bolyolau polyester gyda grwpiau ester y tu mewn, tra bod PTMG yn polyol polyether gyda grwpiau ether y tu mewn, ac mae grwpiau ester yn fwy pegynol na grwpiau ether, gan wneud y tu mewn i'r polywrethan yn haws Mae bondiau hydrogen yn cael eu cynhyrchu, ac mae'r priodweddau mecanyddol yn well. Mewn polyester PUE, oherwydd bod PCDL yn cynnwys grŵp carbonad, y polaredd yw'r mwyaf, ac mae gan y PUE a gafwyd y lefel uchaf o grisialu yn y segment meddal, felly ei galedwch a'i gryfder tynnol yw'r uchaf, a'r elongation ar yr egwyl yw'r isaf; cynnwys grŵp ester yn PCL Mae caledwch Shore A isaf a chryfder tynnol, a'r elongation uchaf ar egwyl; Mae gan PBA a PEA fwy o grwpiau ester PEA, ond oherwydd bod yr estynwr cadwyn yn defnyddio BDO, mae nifer yr atomau carbon rhwng y ddau grŵp hydroxyl yn 4, ac mae gan PEA 2 yn llai o atomau carbon na PBA. Mae strwythur PBA a BDO yn debycach, mae'r polywrethan canlyniadol yn fwy rheolaidd, ac mae'r crisialu yn gryfach. Felly, mae perfformiad PUE wedi'i syntheseiddio gan PBA fel segment meddal yn well na pherfformiad PEA.
2.2 Effaith pwysau moleciwlaidd cymharol oligomer polyol ar briodweddau mecanyddol PUE
Defnyddir yr un math o polyolau oligomer â gwahanol bwysau moleciwlaidd cymharol i syntheseiddio polywrethan, oherwydd bod maint y segment meddal yn wahanol, ac mae'r dylanwad ar briodweddau mecanyddol PUE hefyd yn wahanol. Defnyddiwch polyol polyol a polyol polyester gyda gwahanol bwysau moleciwlaidd cymharol, cadwch yr un w (NCO), syntheseiddio prepolymer â MDI, defnyddiwch BDO fel estynydd cadwyn, a chyfernod estyniad cadwyn yw 1. Dangosir priodweddau mecanyddol yr elastomer parod yn Nhabl 2 .
Fel y gwelir o Dabl 2, p'un a yw'n polyester PUE wedi'i syntheseiddio gan PBA neu polyether PUE wedi'i syntheseiddio gan PTMG, pan fo w (NCO) y prepolymer yr un peth, gyda chynnydd ym mhwysau moleciwlaidd cymharol y polyol oligomer, y Bydd PUE yn cael ei leihau. Gostyngodd y caledwch, straen tynnol 300 y cant, cryfder tynnol a chryfder rhwygo, tra cynyddodd yr elongation adeg egwyl. Pan fydd màs moleciwlaidd cymharol y polyol oligomer yn cynyddu, mae polaredd y PUE parod yn lleihau, nad yw'n ffafriol i ffurfio bondiau hydrogen, mae gradd y gwahaniad microphase rhwng y segmentau meddal a chaled yn cael ei wanhau, a'r caledwch cysylltiedig, modwlws a chryfder yn cael ei leihau; Mae màs moleciwlaidd cymharol polyolau oligomer yn cynyddu, sy'n gwanhau'r rhyngweithio rhwng bondiau hydrogen, yn lleihau tuedd grisialu segmentau meddal, yn cynnal elastigedd uchel PUE, ac yn cynyddu'r elongation ar egwyl.
2.3 Effaith cynnwys NCO ar briodweddau mecanyddol elastomers polywrethan
Bydd cynnwys NCO gwahanol o prepolymer yn arwain at gynnwys gwahanol segment meddal o PUE synthetig, gan effeithio felly ar briodweddau mecanyddol elastomer. Yn gyntaf, defnyddiwyd polyol polyether a polyol polyester o'r un màs moleciwlaidd cymharol i syntheseiddio prepolymerau â gwerthoedd NCO gwahanol ag MDI. Dangosir y priodweddau ffisegol a mecanyddol yn Nhabl 3.
Gellir gweld o Dabl 3 bod p'un a yw'n PUE polyester synthesized gan PBA neu polyether PUE synthesized gan PTMG, gyda'r cynnydd o prepolymer w (NCO), y caledwch, straen tynnol 300 y cant, cryfder tynnol a chryfder rhwygo cynnydd PUE. Mae cryfder torri yn cynyddu, tra bod yr elongation adeg egwyl yn lleihau. Mae hyn oherwydd po uchaf w (NCO) yn y prepolymer, po uchaf yw cynnwys polyisocyanate, ac ar yr un pryd, bydd maint yr estynydd cadwyn yn cynyddu, a fydd yn cynyddu cynnwys segment caled PUE ac yn cynyddu'r caledwch; Bydd w(NCO) yn y prepolymer yn cynyddu. ), mae'r grwpiau urethane yn cynyddu, mae polaredd y polywrethan yn dod yn fwy, ac mae gradd y gwahaniad microphase yn cynyddu i gynyddu'r modwlws a'r cryfder; mae cynnydd w(NCO) yn ei gwneud hi'n haws ffurfio bondiau hydrogen y tu mewn i'r polywrethan, ac mae'r rhyngweithiad bond hydrogen yn cynyddu. mawr, felly mae'r elongation yn lleihau.
2.4 Dylanwad cyfernod estyniad cadwyn ar briodweddau mecanyddol PUE
Os yw cyfernod estyniad y gadwyn yn wahanol, bydd faint o estynnwr cadwyn a ddefnyddir yn wahanol, a fydd yn arwain at gynnwys gwahanol y segment meddal PUE synthetig, gan effeithio ar briodweddau mecanyddol PUE. Gan ddefnyddio polyol polyol a polyol polyester o'r un màs moleciwlaidd cymharol, gan gadw'r un w (NCO), syntheseiddio prepolymer â MDI, yna newid y cyfernod estyniad cadwyn, a defnyddio BDO i ymestyn cadwyn y prepolymer, y mecaneg PUE parod Y dangosir perfformiad yn Nhabl 4.
Gellir gweld o Dabl 4, p'un a yw'n polyester PUE wedi'i syntheseiddio gan PBA neu polyether PUE wedi'i syntheseiddio gan PTMG, pan fo w (NCO) y prepolymer yr un peth, gyda chynnydd y cyfernod estyniad cadwyn, caledwch PUE, 300 y cant Cynyddodd y straen tynnol, yr elongation ar egwyl, cryfder tynnol a chryfder rhwygiad yn gyntaf ac yna gostwng, a'r priodweddau mecanyddol oedd y gorau pan oedd cyfernod estyniad y gadwyn yn 1.00. Mae hyn oherwydd pan fo cyfernod estyniad y gadwyn yn 1.00, mae'r elastomer polywrethan yn tueddu i ffurfio moleciwl cadwyn hir gyda'r lefel uchaf o llinoledd, ac mae gan y PUE y priodweddau mecanyddol gorau ar hyn o bryd. Pan fo cyfernod estyniad y gadwyn yn is na 1.00, oherwydd nifer annigonol o estynydd cadwyn, ni ellir ffurfio cadwyni hir macromoleciwlaidd, ac mae'r perfformiad polywrethan yn isel; pan fo'r cyfernod estyniad cadwyn yn fwy na 1.00, oherwydd asiant ymestyn cadwyn gormodol, gall fodloni'r gofynion ymestyn cadwyn. Mae yna weddillion, ac mae'r gweddillion hyn yn gweithredu fel plastigyddion i ddiraddio priodweddau mecanyddol y PUE.
Casgliad
① Pan fydd y prepolymer w (NCO) yr un peth: mae priodweddau mecanyddol PUE y mae eu segment meddal yn PCL, PBA, PEA, a PCDL yn gyffredinol yn well na'r rhai y mae eu segment meddal yn PTMG; Gostyngodd caledwch, straen tynnol 300 y cant, cryfder tynnol a chryfder rhwygiad, tra cynyddodd elongation adeg egwyl; gyda'r cynnydd o cyfernod estyniad gadwyn, y caledwch, straen tynnol 300 y cant, elongation ar egwyl, cryfder tynnol o PUE Mae cryfder cryfder a rhwygo'n dangos tuedd o gynyddu yn gyntaf ac yna'n gostwng, a phan oedd y cyfernod estyniad gadwyn yn 1.00, y mecanyddol eiddo oedd y gorau.
② Gyda'r cynnydd o prepolymer w (NCO), cynyddodd y caledwch, straen tynnol 300 y cant, cryfder tynnol a chryfder rhwygo PUE, tra gostyngodd yr elongation adeg egwyl.
