摘要
聚氨酯弹性体是一种由含有氨基甲酸酯基团的硬段和含有分子量较高的多元醇的软段通过化学键连接而成的具有体型结构的高分子嵌段共聚物。常见的聚氨酯弹性体多为脂肪族聚氨酯弹性体，可分为聚酯型和聚醚型两种。传统的脂肪族聚醚型聚氨酯弹性体通常以脂肪族异氰酸酯(HDI)和聚醚多元醇为原料，而HDI大多通过光气法制备，其生产过程需大量使用剧毒的光气，存在很大的环保、安全、及健康等隐患。此外，脂肪族聚醚多元醇的生产依赖于石油化工原料，不具备可再生性，随着全球石油资源的枯竭，其产能的不可持续性将极大地影响脂肪族聚醚型聚氨酯弹性体产业的可持续发展。针对这一现状，开发一种环境友好且具有一定可再生性的制备工艺成为了脂肪族聚醚型聚氨酯弹性体产业的发展趋势。 本文以1，6-六亚甲基二氨基甲酸甲酯(HDC)为硬段，聚四氢呋喃醚二醇(PTMG)和蓖麻油基聚醚(EL)为软段，通过酯交换缩聚法制备了蓖麻油基聚醚型聚氨酯弹性体(CEUs)。该工艺与传统工艺相比，避免了剧毒的六亚甲基二异氰酸酯(HDI)的使用，采用碳酸二甲酯(DMC)胺解1，6-己二胺(HDA)的方法制备原料HDC，绿色环保无毒，并且使用以蓖麻油为引发剂合成的EL部分替代PTMG作为原料，具备一定的可再生性。本文通过红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、电镜扫描(SEM)等表征手段以及力学性能、热重(TG)等测试方法，研究了EL用量对聚醚型聚氨酯弹性体结构与性能的影响，确定EL的最佳用量，并通过一系列单因素对比实验，筛选出了适合该体系的催化剂和扩链剂，随后对预聚阶段与缩聚阶段工艺进行了优化，得到了综合性能较优的CEUs。 工艺优化后，得到的较优工艺条件如下:二月桂酸二丁基锡(DBTDL)为催化剂，催化剂质量为原料总质量的0.1％wt，1，4-丁二醇（1，4-BDO）为扩链剂，扩链剂质量为原料总质量的0.45％wt，nEL∶nPTMG=1∶5，n软段∶n硬段=1∶1.07，预聚温度110℃，预聚压力0.03MPa，预聚时间45min，缩聚温度170℃，缩聚时间180min。在该条件下制得的聚氨酯弹性体，断裂拉伸强度为3.23MPa，断裂伸长率达到972.38％，邵尔A硬度为60，初始分解温度为275℃。最后，考察了抗氧剂对CEUs包括热性能在内的多项性能的影响，筛选出抗氧剂K300作为添加剂，使得CEUs的初始分解温度从275℃提高到289℃的同时，不对其他性能产生明显的不利影响。
NETL