銻類化合物在聚氨酯RIM彈性體中的應(yīng)用.pdf

1、聚氨酯RIM彈性體(RIM-PUE)作為聚氨酯材料的一個分支，具有優(yōu)異的機械性能、良好的耐磨性和化學(xué)穩(wěn)定性，可作為結(jié)構(gòu)型部件在許多領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用。但某些性能卻需要不同程度的提高，如拉伸強度、斷裂伸長率等。RIM-PUE的性能除與成型工藝、原料規(guī)格等有關(guān)外，聚醚組分中水分對RIM-PUE性能的影響十分顯著。銻類化合物中乙二醇銻可與水反應(yīng)生成氧化銻和乙二醇(EG)，降低聚醚組分中水分含量；而氧化銻可作為增強填料，因此本課題系統(tǒng)研究了銻類化

2、合物在RIM-PUE中的應(yīng)用。 本文以高活性聚醚、液化MDI、EG及胺錫復(fù)配催化劑等為主要原料來合成RIM-PUE。首先探討了聚醚組分中水分、乙二醇銻、氧化銻含量對RIM-PUE工藝、性能和結(jié)構(gòu)的影響，并測定了銻類化合物在EG中的溶解度。在此基礎(chǔ)上，重點研究了乙二醇銻與組合聚醚中水分的反應(yīng)特性，探討了含乙二醇銻組合聚醚在制備RIM-PUE材料中的應(yīng)用。結(jié)果表明：(1)隨著聚醚組分中水分含量的增加，聚合反應(yīng)時間延長；材料的硬度先略

3、微升高，后緩慢下降；材料的密度、撓曲模量、拉伸強度、斷裂伸長率先緩慢下降，后下降顯著；材料的發(fā)泡趨勢越加明顯。因此，為獲得高性能的RIM-PUE，必須嚴格控制聚醚組分中水分含量，最好控制在0.1％以內(nèi)。(2)隨乙二醇銻含量的增加，制品的密度緩慢上升，硬度和拉伸強度上升較快，而斷裂伸長率先增至峰值210％后下降，乙二醇銻的結(jié)晶結(jié)構(gòu)破壞；隨氧化銻含量的增加，制品的密度、硬度及拉伸強度緩慢上升，而斷裂伸長率顯著下降，氧化銻的結(jié)晶結(jié)構(gòu)依然存在；

4、當乙二醇銻和氧化銻含量相同時，乙二醇銻對聚氨酯體系表現(xiàn)出較高的催化活性，對復(fù)合材料性能的影響較大。(3)乙二醇銻與水的反應(yīng)：在組合聚醚體系中反應(yīng)較快，在EG體系中不反應(yīng)，在聚醚體系中反應(yīng)較慢；其反應(yīng)級數(shù)為n=3，活化能Ea=18.30kJ/mol，指前因子Kc0=5.81912×106，Arrhenius方程式為 ；在1h內(nèi)組合聚醚體系中水分濃度急劇降低約50％左右，隨后緩慢降低；乙二醇銻在EG中的溶解度較氧化銻在EG中的溶解度大。(4

5、)在含乙二醇銻組合聚醚相同貯存時間內(nèi)增大乙二醇銻/水摩爾比，或在乙二醇銻/水摩爾比相同條件下延長含乙二醇銻組合聚醚的貯存時間，可使聚合反應(yīng)時間逐漸縮短，復(fù)合材料的密度、硬度提高，拉伸強度、斷裂伸長率顯著增加；未反應(yīng)的乙二醇粒子和反應(yīng)生成的氧化銻粒子在RIM-PUE基體中分散較均勻，僅有少量顆粒團聚。(5)DSC分析表明乙二醇銻的添加沒有改變RIM-PUE微相分離結(jié)構(gòu)，使RIM-PUE軟段和硬段的玻璃化溫度有所提高；TGA-DTA分析表明