摘要
胺类化合物与异氰酸酯的反应活性是很高的。对于两步法合成的浇注型聚氨酯而言，虽然工艺简单，但是要求扩链剂与聚氨酯预聚物有一定的反应时间来满足浇注工艺的可操作性。一般的做法是对扩链剂进行改性，比如增加位阻基团或者吸电子基团，从而避免浇注时提前凝胶。但是这也限制了聚氨酯种类的发展，局限了很多理想结构的构建。 本文利用两种方法来减弱扩链剂和聚氨酯预聚物之间的反应活性。一是对聚氨酯预聚物进行封端使其暂时失活，在适宜的温度下使封端剂脱离，释放活性；二是通过重结晶原理将MDA制备成微米级粉末，然后对粉表面进行钝化包裹，然后在适宜的条件下使外壳钝化层破坏释放出MDA。通过对比发现封端法的效果更加，所以通过此方法进行进一步的研究，构建出具有低阻尼（即低损耗因子）结构的聚氨酯弹性体，并讨论了弹性体在聚氨酯轮胎的应用前景。同时发现与传统溶液法合成的聚氨酯相比，封端法可以同时提高聚氨酯弹性体的断裂伸长率和拉伸强度。 1、以PTMG作为软段，以TDI和MDA为硬段，通过浇注工艺合成聚氨酯弹性体。首先将TDI与除水的PTMG在80℃下反应3小时合成聚氨酯预聚物（PUP），接下来的合成路线有两种，一种是预聚物与封端剂MEKO进行反应，然后加入扩链剂MDA并混合均匀，浇注模板后在140℃下扩链合成聚氨酯弹性体；另一种方法是将MDA制备成微米级的粉末，使用异氰酸酯甲基丙烯酸乙酯通过气相反应将MDA表面包裹形成PMDA，然后将PMDA与PUP混合均匀，浇注模板后在110℃下合成聚氨酯弹性体。并通过滴定分析、FTIR、TGA、DSC、SEM对中间体及产物的结构和性能进行了表征。实验证明，两种方法都能解决浇注过程中的凝胶问题，并且都可以成功合成聚氨酯。 2、采用MEKO封端法，选用TDI、MDI作为异氰酸酯，MDA、MOCA作为扩链剂，合成四种不同硬段结构的聚氨酯弹性体，利用FTIR、DSC、TGA、XRD、AFM、DMA、拉伸等测试研究了硬段结构对聚氨酯热稳定性、力学性能、氢键和结晶等方面的影响，并着重讨论了硬段结构对动态力学性能的影响。低阻尼的性质有望应用于高速载荷下的聚氨酯轮胎行业。 3、对综合性能最好的TDI-PTMG-MDA体系进行研究。通过改变扩链剂的用量，探究综合性能最佳的配方组成，通过测试探究了扩链剂用量对其性能的影响，并讨论了它在聚氨酯轮胎的应用前景。与传统的溶液法合成的聚氨酯进行性能对比，发现封端法制备的聚氨酯能够同时提升拉伸强度和断裂伸长率，这为聚氨酯性能的提升提供了新的方法。
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