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《擴(kuò)鏈劑體積及順?lè)唇Y(jié)構(gòu)對(duì)熱塑性聚氨酯彈性體結(jié)構(gòu)與性能的影響》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、分類號(hào)：____________O64密級(jí)：______________公開(kāi)ＵＤＣ：____________544單位代碼：______________11646碩士學(xué)位論文論文題目：擴(kuò)鏈劑體積及順?lè)唇Y(jié)構(gòu)對(duì)熱塑性聚氨酯彈性體結(jié)構(gòu)與性能的影響學(xué)號(hào)：_________________________1511072322郭亞倩姓名：_________________________物理化學(xué)專業(yè)名稱：_________________________學(xué)院：_________________________材料科學(xué)與化
2、學(xué)工程學(xué)指導(dǎo)教師：_________________________張若愚研究員_________________________李星教授論文完成單位：中國(guó)科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所論文提交日期：2018年6月25日AThesisSubmittedtoNingboUniversityfortheMaster’sDegreeTheinfluenceofvolumeandcis-transstructureofchainextendertostructureandpropertyofthermalplasti
3、cpolyurethaneelastomerCandidate：GuoYaqianSupervisors：ProfessorZhangRuoyuProfessorLiXingFacultyofMaterialScience&ChemicalEngineeringNingboUniversityDate:June25,2018擴(kuò)鏈劑體積及順?lè)唇Y(jié)構(gòu)對(duì)熱塑性聚氨酯彈性體結(jié)構(gòu)與性能的影響摘要對(duì)于熱塑性聚氨酯彈性體而言，在較大的拉伸應(yīng)變下尺寸穩(wěn)定性和回復(fù)能力主要取決于微結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。但是以往的研究中往往忽略了聚氨酯的多
4、尺度結(jié)構(gòu)特征，聚氨酯多層結(jié)構(gòu)的性質(zhì)幾乎從未被涉及到，氫鍵類型、硬段堆疊方式、微相分離程度和硬相區(qū)間距等因素共同決定了聚氨酯彈性體的宏觀性能。由于這些微結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性受眾多因素的影響，在較大拉伸應(yīng)變下其破壞行為也各不相同。本研究采用多尺度的研究方法研究了擴(kuò)鏈劑體積和順?lè)唇Y(jié)構(gòu)對(duì)熱塑性聚氨酯彈性體（Thermalplasticpolyurethane,TPU）結(jié)構(gòu)與性能的影響。首先，以對(duì)苯二異氰酸酯（PPDI）為硬段，聚四氫呋喃醚二醇（PTMG）為軟段，選取四種擴(kuò)鏈劑1,3-丙二醇（PDO），2-甲基-1,3-丙二醇（
5、MPO），2,2-二甲基-1,3-丙二醇（NPG）和2,2,4,4-四甲基-1,3-環(huán)丁二醇（CBDO）來(lái)分別合成模型聚氨酯PDO-PU，MPO-PU，NPG-PU和CBDO-PU。根據(jù)計(jì)算機(jī)模擬結(jié)果，這四種擴(kuò)鏈劑的氧原子間距相差不大，但擴(kuò)鏈劑體積隨甲基個(gè)數(shù)增加而增加。所合成的熱塑性聚氨酯微相分離程度隨擴(kuò)鏈劑體積增加而下降。除了CBDO-PU外，其余三種TPU的機(jī)械性能均隨擴(kuò)鏈劑體積變化而規(guī)律變化。在所進(jìn)行的拉伸斷裂破壞性試驗(yàn)中，通過(guò)傅里葉紅外光譜（FTIR）研究了在該過(guò)程中氫鍵狀態(tài)的變化，隨擴(kuò)鏈劑體積增加，
6、氫鍵狀態(tài)穩(wěn)定性下降，但是CBDO-PU維持氫鍵狀態(tài)穩(wěn)定的能力與PDO-PU相當(dāng)。通過(guò)小角X光散射（SAXS）研究了在拉伸破壞前后TPU中相區(qū)變化情況，除了CBDO-PU由于散射圖案模糊不能明確判斷外，隨擴(kuò)鏈劑體積增加，其余三種TPU的相區(qū)穩(wěn)定性越來(lái)越好，該規(guī)律也與宏觀回復(fù)性變化規(guī)律一致。這些不同尺度的變化規(guī)律可能與在單分子力譜測(cè)試中所得到的聚氨酯分子鏈的性質(zhì)有關(guān)，隨擴(kuò)鏈劑體積增加，TPU分子鏈的庫(kù)恩鏈段彈性系數(shù)從2400pN·nm-1下降到1700pN·nm-1，庫(kù)恩鏈長(zhǎng)從3.9nm增加到6.5nm，說(shuō)明TP
7、U分子鏈的剛性不斷增加。對(duì)于CBDO-PU來(lái)說(shuō)，庫(kù)恩鏈段彈性系數(shù)為2600pN·nm-1，庫(kù)恩鏈長(zhǎng)為4.2nm，這可能與CBDO分子中剛硬四元環(huán)結(jié)構(gòu)有關(guān)。-I-在此工作基礎(chǔ)上，我們采用重結(jié)晶法分離CBDO順?lè)串悩?gòu)體混合物，得到純度99%以上的順式CBDO和反式CBDO。以PPDI為硬段，PTMG為軟段，順式CBDO含量分別為0%，20%，40%，60%，80%和100%的順?lè)串悩?gòu)混合物為擴(kuò)鏈劑制備出六種模型聚氨酯。主要研究了擴(kuò)鏈劑順?lè)词胶繉?duì)結(jié)晶性能、宏觀機(jī)械性能和拉伸以及拉伸后相區(qū)結(jié)構(gòu)變化的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與
8、之前猜想聚氨酯性能和結(jié)構(gòu)隨擴(kuò)鏈劑中順式含量變化而規(guī)律變化矛盾。主要原因有兩點(diǎn)：一是所合成樣品分子量和實(shí)際硬段含量整體偏低，造成樣品宏觀機(jī)械性能較差；二是由擴(kuò)鏈劑結(jié)構(gòu)導(dǎo)致的，擴(kuò)鏈劑中四個(gè)甲基的空間位阻較大，不利于聚氨酯硬段相互堆疊，硬段相結(jié)合力差，材料受到外力時(shí)比較容易受到破壞。關(guān)鍵詞：熱塑性聚氨酯彈性體，擴(kuò)鏈劑，氫鍵，相區(qū)結(jié)構(gòu)。-II-Theinfluenceofvolumeandcis-trans
