加入有機填料的熱塑性彈性體聚氨酯共混改性研究【文獻綜述】

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1、畢業(yè)論文文獻綜述高分子材料與工程加入有機填料的熱塑性彈性體聚氨酯共混改性研究隨著社會的高速發(fā)展人們對于環(huán)境中噪音的控制要求越來越高，而且為了能減弱建筑物和橋梁等設施在地質(zhì)活動中受到的損害，阻尼材料開始被廣泛的應用，在高科技領域，抗振動設備的需求更加明顯，特別是在航空領域，以及精密儀器方面。而且，由于人們開始日益注重環(huán)保，熱塑性彈性體將取代硫化橡膠，因為他們具有更加良好的力學性能和可回收性。熱塑性聚氨酯相對于傳統(tǒng)的硫化橡膠來說彼此的機械性能是很相似的。它們都有很好的阻尼性能，電絕緣性，耐低溫高彈性，化學性能也穩(wěn)定。熱塑性聚氨酯具有高模量和強度介于橡膠和塑料之間，它的彈性好

2、，密度小，化學性能穩(wěn)定，能耐低溫、耐氧化、耐輻射，而且可以與金屬很好的粘合，具有很好的加工性能。目前被廣泛的應用于航空、汽車、工業(yè)、基礎設施等方面。但是聚氨酯的價格比較昂貴，加工的溫度狹窄，使得它的應用成本高，推廣也受到了一定的影響。所以現(xiàn)在的研究是將聚氨酯與其他材料進行共混或共聚，在既不改變它原有的優(yōu)越物理性質(zhì)上，又能增強它的阻尼性和經(jīng)濟性，這樣就可以制的更廉價，更優(yōu)越性能的熱塑性阻尼材料。目前阻尼性能的改善一般是提高損耗因子（tanδ）和拓寬玻璃化轉(zhuǎn)變溫度范圍兩個方面。目前傳統(tǒng)的聚氨酯阻尼材料的制備一般采用物理共混或者是化學共聚。物理共混一般包括橡膠并用，塑料和橡膠

3、共混等方法。橡膠并用一般是用于生產(chǎn)共混型的阻尼材料，例如姜彩云等[1]研究了TPU/CPE共混體系的阻尼性能研究，研究結果表明TPU/CPE共混比為70/30和60/40時，TPU與CPE的相容性較好，共混物綜合性能優(yōu)異。而在添加了補強劑以后可以大大的改善它們之間的相容性，使它們的阻尼性能得到增強。WangYB等[3]采用甲基乙烯基硅橡膠與IIR并用，制備了損耗因子大于0.3，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度范圍為-50~+100℃的阻尼材料，并且還具備良好的物理性能。塑料和橡膠共混主要是為了拓展材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫域，因為阻尼材料的有效阻尼性能最佳的溫區(qū)是在玻璃化轉(zhuǎn)變溫區(qū)。韓俐偉等[4]

4、2采用熔融共混工藝，通過雙螺桿擠出機將NBR和PVC共混擠出，得到了典型的橡塑阻尼材料，它們是性能優(yōu)良的絕佳減震材料。物理共混的工藝簡單一般雙螺桿擠出機就可以產(chǎn)出，而且可以應用于批量化的生產(chǎn)，阻尼性能和物理性能也基本能滿足基礎設施和民用方面的要求，但它的阻尼性能確不能適應于極端環(huán)境和高頻率的震動，所以不能用于高科技領域和惡劣的環(huán)境下。化學共聚就包括接枝共聚、嵌段共聚和互穿網(wǎng)絡聚合等等。例如董麗杰等[10]研究通過氟橡膠來接枝馬來酸酐增容氟橡膠/熱塑性聚氨酯共混物的性能，分別在密煉機和雙輥開煉機內(nèi)進行混煉，同時添加硫化劑和促進劑的到增容后的氟橡膠/熱塑性聚氨酯共混物，進行

5、測試后結果表明在添加了增容劑FKM-g-MAH后，F(xiàn)KM和TPU兩相的相容性得到改善，而且共混物的阻尼性能優(yōu)于純FKM?；瘜W共聚可以得到寬玻璃化轉(zhuǎn)變溫區(qū)和tanδ較大的阻尼材料，特別是使用互穿網(wǎng)絡聚合能得到優(yōu)異的阻尼性能，是現(xiàn)在人們研究的熱點。但是化學共聚會使用到有機溶劑，有機溶劑的生產(chǎn)和后處理上對于環(huán)境會有一定的危害。而且有機溶劑的價格也相對的偏高，使的阻尼材料的生產(chǎn)成本也相應的增加。工業(yè)化的生產(chǎn)還得進一步的研究。最新研究表明在熱塑性彈性體中加入有機小分子，可以得到高阻尼性能和物理性能的材料。在加入有機小分子后，可以跟基材形成氫鍵網(wǎng)絡結構，這種網(wǎng)絡結構極易在外力和溫度

6、的變化下被破壞，然后再重新形成氫鍵。在這個過程中它可以吸收大量的能量，就能形成高損耗因子（tanδ）的材料。這一類的材料的損耗因子雖然比一般的材料要大，但是它們的物理性能確不是很好，還有待進一步的研究開發(fā)。典型的例子是ZhaoXY等研究將受阻酚、TPU、受阻胺，三種材料混合在一起，能使得他們的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的范圍得到拓展。向平等人首次將樹脂和橡膠在受阻酚的作用下很好的融合在一起，受阻酚AO-80對它們有很好的相容性，而受阻酚AO-60的相容性很差，在體系中只能自成一相。上述材料在添加有機填料后都得到了比較均勻的分子混合相。而且基材跟小分子之間存在著氫鍵的作用，這使得材料

7、的阻尼性能更加的顯現(xiàn)，阻尼的效果比一般的雙螺桿共混或者化學共聚還要突出，所以有機雜化被國內(nèi)外的學者追捧。但是在國內(nèi)我們的研究受到很大的限制，因為我們不具備制備有機小分子，只能通過進口。這使得它們的價格極高，進一步的增加了材料的生產(chǎn)成本。所以只能應該于高新產(chǎn)業(yè)或高科技領域。但是現(xiàn)在人們在研究利用其他小分子有機物來代替受阻酚物。阻尼材料的開發(fā)應用到現(xiàn)在已經(jīng)有幾十年的歷程了，但是目前它的技術還很不成熟，無法適應于高新技術的發(fā)展。我們的生活環(huán)境在不斷的惡化，極端天氣頻繁出現(xiàn)，地殼運動也不斷的增加。使得環(huán)境對材料的要求也越來越高，不僅需要高阻尼性能