聚氨酯固-固相變材料的合成及性能.pdf

1、本論文以聚乙二醇單甲醚（MPEG）為軟段，MDI-NPG、MDI-BDO、MDI-PER和TDI-NPG為硬段，通過(guò)兩步溶液聚合法合成一系列不同硬段的聚氨酯相變材料，利用紅外光譜儀（FT-IR）、差示掃描量熱法儀（DSC）、熱失重儀（TG）、偏光顯微鏡（POM）等現(xiàn)代分析儀器，對(duì)合成的聚氨酯相變材料的結(jié)構(gòu)特征、相變行為、儲(chǔ)熱性能、聚集態(tài)結(jié)構(gòu)及熱性能等進(jìn)行分析，確定聚氨酯相變材料的最佳反應(yīng)工藝條件。
　　 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，以聚乙二醇

2、單甲醚為軟段，MDI-NPG為硬段，采用兩步溶液聚合法制備聚氨酯相變材料的最佳反應(yīng)工藝條件如下：反應(yīng)體系溫度70℃，反應(yīng)時(shí)間12h，反應(yīng)R值（[NCO]/[OH]）等于1.01。此工藝條件下合成的聚氨酯相變材料的相變溫度為43.92℃，相變焓為146.64J/g。
　　 POM和DSC測(cè)試發(fā)現(xiàn)，此聚氨酯材料軟段在室溫下以結(jié)晶態(tài)存在，結(jié)晶形態(tài)為球晶，由于受到硬段限制，結(jié)晶顆粒較純MPEG變小。聚氨酯相變材料的相變過(guò)程實(shí)質(zhì)是聚氨酯材

3、料中軟段MPEG由結(jié)晶固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)定型固態(tài)的過(guò)程，材料相變過(guò)程中的能量變化主要來(lái)自軟段MPEG的相變潛熱，即MPEG由結(jié)晶固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)定型固態(tài)過(guò)程中內(nèi)能的變化。硬段在材料中起著物理交聯(lián)點(diǎn)的作用，當(dāng)軟段熔融呈現(xiàn)無(wú)定型態(tài)時(shí)束縛MPEG的自由運(yùn)動(dòng)，使整個(gè)材料不發(fā)生宏觀流動(dòng)而呈現(xiàn)出固-固相變狀態(tài)。
　　 以MDI-BDO和MDI-PER作為硬段合成的聚氨酯相變材料性能優(yōu)異：相變焓較大、相變溫度適中、熱性能穩(wěn)定、相變過(guò)程不出現(xiàn)液體。經(jīng)過(guò)多

4、次儲(chǔ)熱-放熱循環(huán)后，材料仍具有良好的熱穩(wěn)定性。
　　 純NPG、BDO和PER在室溫到100℃范圍內(nèi)，只有NPG存在相變溫度和相變焓，且NPG的相變溫度接近軟段材料MPEG的相轉(zhuǎn)變溫度。對(duì)最終合成的MPEG-co-NPG、MPEG-co-BDO和MPEG-co-PER進(jìn)行性能測(cè)試，結(jié)果表明NPG對(duì)所合成的聚氨酯相變材料的相變焓具有協(xié)同作用。
　　 以TDI-NPG為硬段，MPEG為軟段制備的產(chǎn)品，與以MDI-NPG為硬段