Η πολυουρεθάνη είναι ένα πολυμερές υλικό που πολυμερίζεται κυρίως από διισοκυανικό, επέκταση αλυσίδας και ολιγομερή πολυόλη ως βασικές πρώτες ύλες. Έχει τις περιεκτικές ιδιότητες του καουτσούκ και του πλαστικού. Έχει εξαιρετικές μηχανικές ιδιότητες, αντοχή στη φθορά, αντοχή στο λάδι, αντοχή σε σχίσιμο, αντοχή στη χημική διάβρωση, αντοχή στην ακτινοβολία, καλή πρόσφυση και άλλες εξαιρετικές ιδιότητες, αλλά η θερμοκρασία χρήσης του γενικά δεν υπερβαίνει τους 80 βαθμούς και τα υλικά πάνω από 100 μοίρες θα μαλακώσουν και θα παραμορφωθούν. μηχανική Η απόδοση είναι εμφανώς εξασθενημένη και η θερμοκρασία βραχυπρόθεσμης χρήσης δεν υπερβαίνει τους 120 βαθμούς, γεγονός που περιορίζει σοβαρά την εφαρμογή του σε πεδία υψηλής θερμοκρασίας.
Σήμερα, η Xiaobian εξέτασε τους παράγοντες που επηρεάζουν τη θερμική αντίσταση των ελαστομερών από τις πτυχές των ολιγομερών πολυολών, των ισοκυανικών, των επεκτατικών αλυσίδων, των καταλυτών, των συνθηκών διαδικασίας πολυμερισμού, της εισαγωγής ενδομοριακών ομάδων, της προσθήκης πληρωτικών και των σύνθετων υλικών με νανοϋλικά.
1. Η επίδραση των πρώτων υλών στη θερμική αντοχή των ελαστομερών πολυουρεθάνης
Το ελαστομερές πολυουρεθάνης αποτελείται από μαλακό τμήμα (ολιγομερές πολυόλη, που χωρίζεται κυρίως σε πολυεστέρα τύπου, πολυαιθέρα και πολυολεφίνης τύπου πολυόλης κ.λπ.) και σκληρό τμήμα (διισοκυανικό και επεκτατικό αλυσίδας). Το σχετικό μοριακό βάρος των ολιγομερών πολυολών είναι πολυδιασπαρμένο, ενώ τα πολυϊσοκυανικά είναι συχνά ένα μείγμα διαφόρων ισομερών. Η ύπαρξη ισομερών θα καταστρέψει την κανονικότητα των σκληρών τμημάτων και θα μειώσει τη θερμική αντίσταση των ελαστομερών. Ο αυστηρός έλεγχος της καθαρότητας των πρώτων υλών και η μείωση του μοριακού κλάσματος ομάδων με κακή θερμική σταθερότητα όπως η διουρία και το αλλοφανικό μπορεί να βελτιώσει τη θερμική αντίσταση των ελαστομερών.
Α. Ολιγομερές πολυόλη
Η θερμοκρασία θερμικής αποσύνθεσης των ουρεθανών που σχηματίζεται από την αντίδραση ολιγομερών πολυολών με διαφορετικές δομές και το ίδιο ισοκυανικό είναι πολύ διαφορετική, η πρωτοταγής αλκοόλη είναι η υψηλότερη και η τριτοταγής αλκοόλη είναι η χαμηλότερη. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι οι δεσμοί κοντά στα τριτογενή και τεταρτοταγή άτομα άνθρακα είναι οι ευκολότεροι. λόγω θραύσης. Δεδομένου ότι η θερμική σταθερότητα της εστερικής ομάδας είναι σχετικά καλή και το υδρογόνο στο άτομο άνθρακα της αιθερικής ομάδας οξειδώνεται εύκολα, η θερμική αντίσταση της πολυεστερικής πολυουρεθάνης είναι καλύτερη από αυτή της πολυαιθερικής πολυουρεθάνης. Οι πολυουρεθάνες που κατασκευάζονται από πολυεστέρες έχουν μικρή επίδραση στις θερμικές ιδιότητες ανάλογα με τον τύπο του πολυεστέρα.
Για την πολυαιθερική πολυουρεθάνη, ο τύπος του πολυαιθέρα έχει κάποια επίδραση στην αντοχή του στη θερμότητα, όπως το διισοκυανικό τολουόλιο (TDI), η 3,3'-διχλωρο-4,4'-διφαινυλμεθανοδιαμίνη (MOCA) ) και η πολυουρεθάνη που παρασκευάζεται από Η πολυοξυπροπυλενοδιόλη και η αιθεροδιόλη πολυτετραϋδροφουρανίου (PTMG), αντίστοιχα, μετά από ωρίμανση στους 121 βαθμούς C για 7 ημέρες, υπάρχει σημαντική διαφορά στην αντοχή εφελκυσμού των δύο. Ο ρυθμός συγκράτησης της αντοχής σε εφελκυσμό του πρώτου είναι σε θερμοκρασία δωματίου. 44 τοις εκατό , ενώ το τελευταίο έχει ποσοστό διατήρησης 60 τοις εκατό . Η σχετική μοριακή μάζα ή το μήκος της μοριακής αλυσίδας των ολιγομερών πολυολών δεν έχει εμφανή επίδραση στη χαρακτηριστική θερμοκρασία αποσύνθεσης της θερμικής αποικοδόμησης της πολυουρεθάνης. Ο Liu Liangbing μελέτησε τον μηχανισμό αποδόμησης του πολυεστέρα και της πολυαιθερικής πολυουρεθάνης και ανέλυσε τους παράγοντες που επηρεάζουν τη θερμική του αντίσταση. , συμπεραίνεται ότι η θερμική αντοχή του ελαστομερούς πολυεστέρα πολυουρεθάνης είναι καλύτερη από αυτή του πολυαιθερικού τύπου.
Β. Ισοκυανικά
Το σκληρό τμήμα είναι ο κύριος δομικός παράγοντας που επηρεάζει τη θερμική αντίσταση των ελαστομερών πολυουρεθάνης. Όσο καλύτερη είναι η ακαμψία, η κανονικότητα και η συμμετρία του σκληρού τμήματος, τόσο μεγαλύτερη είναι η θερμική σταθερότητα του ελαστομερούς. Το κλάσμα μάζας του σκληρού τμήματος αυξάνεται, σχηματίζοντας πιο διατεταγμένη δομή και υποκρυσταλλική δομή του σκληρού τμήματος, έτσι ώστε οι δύο φάσεις αντιστρέφονται, η φάση του σκληρού τμήματος γίνεται συνεχής φάση και το μαλακό τμήμα διασπείρεται στη φάση σκληρού τμήματος, βελτιώνοντας έτσι η αντοχή σε εφελκυσμό του ελαστομερούς σε υψηλή θερμοκρασία αντοχή και αντοχή στη θερμότητα. Όσον αφορά τη μοριακή δομή, το διισοκυανικό διφαινυλομεθάνιο (MDl) είναι παρόμοιο με το TDI στη μοριακή δομή, και περιέχει ομάδα NCO και δομή δακτυλίου βενζολίου, αλλά λόγω της δομικής απλότητας, ακαμψίας, κανονικότητας και συμμετρίας του, το ελαστομερές του είναι ασθενές. Ο βαθμός διαχωρισμού μικροφάσης είναι ανεπαρκής και η θερμική σταθερότητα των ελαστομερών που λαμβάνονται είναι μέση. Γενικά, όσο μεγαλύτερη είναι η καθαρότητα του ισοκυανικού, τόσο λιγότερα ισομερή, τόσο μεγαλύτερη είναι η κανονικότητα και η συμμετρία του προκύπτοντος ελαστομερούς πολυουρεθάνης και τόσο καλύτερη είναι η αντίσταση στη θερμότητα. Τα σκληρά τμήματα που σχηματίζονται από ισοκυανικά με κανονική δομή είναι εύκολο να συσσωματωθούν, γεγονός που βελτιώνει τον βαθμό διαχωρισμού μικροφάσης. Οι πολικές ομάδες μεταξύ των σκληρών τμημάτων δημιουργούν δεσμούς υδρογόνου για να σχηματίσουν την κρυσταλλική περιοχή της φάσης του σκληρού τμήματος, έτσι ώστε ολόκληρη η δομή να έχει υψηλότερο σημείο τήξης.
Για παράδειγμα, το 1,5-διισοκυανικό ναφθαλίνιο (NDl) έχει μια δομή δακτυλίου αρωματικού ναφθαλίνης και μια εξαιρετικά κανονική μοριακή αλυσίδα και το συντιθέμενο ελαστομερές έχει εξαιρετικές ιδιότητες. Οι Zhen Jianjun et al. συνέθεσε ελαστομερή πολυουρεθάνης με NDI και TDI και αδιπική διόλη πολυαιθυλενίου (PEPA), αντίστοιχα, και διαπίστωσε ότι η θερμοκρασία θερμικής αποσύνθεσης των ελαστομερών πολυουρεθάνης τύπου NDI ήταν υψηλότερη από εκείνη των ελαστομερών πολυουρεθάνης τύπου TDI με θερμοβαρυμετρική ανάλυση. Επιπλέον, η σύγκριση του ρυθμού κατακράτησης υψηλής θερμοκρασίας των μηχανικών ιδιοτήτων των ελαστομερών σε διαφορετικές θερμοκρασίες δείχνει ότι η θερμική αντίσταση των ελαστομερών πολυουρεθάνης τύπου NDI είναι καλύτερη από αυτή των ελαστομερών πολυουρεθάνης τύπου TDI.
Το ελαστομερές τύπου PPDI που παρασκευάζεται από διισοκυανικό π-φαινυλένιο (PPD1) έχει αρκετές φορές καλύτερη αντίσταση στη θερμότητα από τα ελαστομερή τύπου MDI και TDI λόγω της κανονικότητας της δομής του PPDI. Και το 1,4-κυκλοεξανοδιισοκυανικό (CHDl) οφείλεται επίσης στην απλή μοριακή του δομή, την υψηλή συμμετρία και κανονικότητα, την ισχυρή κρυσταλλικότητα και το ελαστομερές που προκύπτει έχει εξαιρετικό βαθμό διαχωρισμού φάσεων. Ο Li Fen, κ.λπ. συνέκρινε τις κύριες φυσικές ιδιότητες του ελαστομερούς πολυουρεθάνης τύπου CHDI με MDI, PPDI, δικυκλοεξυλ-4,4',-διισοκυανικό μεθυλένιο (HMD1). Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι το ελαστομερές πολυουρεθάνης τύπου CHDI έχει υψηλότερη σκληρότητα σε χαμηλότερη περιεκτικότητα σκληρού τμήματος και έχει καλύτερες μηχανικές ιδιότητες υψηλής θερμοκρασίας από τα ελαστομερή τύπου MDI, τύπου HMDI και ακόμη και τύπου PPDI.
Επιπλέον, η προσθήκη ενός καταλύτη τριμερισμού ή μετά τον βουλκανισμό υπό την προϋπόθεση περίσσειας ισοκυανικού μπορεί να σχηματίσει σταθερές ισοκυανικές διασταυρώσεις στο ελαστομερές, βελτιώνοντας έτσι τη θερμική αντίσταση του ελαστομερούς.
Γ. Καταλύτης
Τα αλεικυκλικά ισοκυανικά έχουν χαμηλή αντιδραστικότητα και ένας καταλύτης πρέπει να προστεθεί στο σύστημα αντίδρασης για να προωθήσει η αντίδραση να προχωρήσει στην επιθυμητή κατεύθυνση και ταχύτητα. Οι πιο πρακτικοί καταλύτες είναι οι οργανομεταλλικές ενώσεις. Τα πολυμερή οργανικά καρβοξυλικά οξέα και οι ενώσεις τριτοταγών αμινών έχουν επίσης πολύ καλό ρόλο στην προώθηση της χημικής αντίδρασης των ισοκυανικών.
Zhang Xiaohua, et al. συντέθηκαν διαφανή ελαστομερή πολυουρεθάνης με PTMG, διισοκυανική ισοφορόνη (1PDl), 1,4-βουτανοδιόλη (BDO) και διαφορετικούς καταλύτες όπως ισοοκτοϊκός κασσίτερος, διλαυρικός διβουτυλεστέρας και συνκαταλύτης Κ. Η επίδραση των ειδών του καταλύτη στις οπτικές μηχανικές ιδιότητες , διερευνήθηκε ο βαθμός αντίδρασης και η θερμική σταθερότητα του ελαστομερούς. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι χρησιμοποιείται ο σύνθετος καταλύτης ισοοκτανοϊκός κασσίτερος και ο συν-καταλύτης Κ του, επειδή ο συν-καταλύτης Κ μπορεί να απορροφήσει το CO2 που απελευθερώνεται από την αντίδραση της ομάδας NCO με το νερό και ευνοεί το σχηματισμό δεσμών διασταύρωσης. έτσι το παρασκευασμένο ελαστομερές πολυουρεθάνης έχει καλή συνολική απόδοση. Μηχανικές ιδιότητες και εξαιρετική θερμική σταθερότητα.
Δ. Παράγοντας διασύνδεσης
Οι εξαιρετικές ιδιότητες των ελαστομερών πολυουρεθάνης σχετίζονται στενά με τις δομές φυσικής διασταύρωσης και χημικής διασύνδεσής τους. Η φυσική διασύνδεση αναφέρεται στον δεσμό υδρογόνου μεταξύ σκληρών τμημάτων και μεταξύ σκληρών και μαλακών τμημάτων. Η χημική διασύνδεση αναφέρεται στους ομοιοπολικούς δεσμούς διασταύρωσης μεταξύ μορίων που σχηματίζονται από τον παράγοντα διασύνδεσης.
Η δημιουργία χημικής διασύνδεσης εμποδίζει την κινητικότητα του μαλακού τμήματος. Με αυτόν τον τρόπο, η χωρική ελευθερία του πλέγματος πλέγματος μειώνεται, η οποία δεν ευνοεί την κρυστάλλωση του μαλακού τμήματος και εμποδίζει τα σκληρά τμήματα να πλησιάσουν το ένα το άλλο. Ο βαθμός διαχωρισμού μικροφάσης μειώνεται. Zhang Xiaohua, et al. χρησιμοποίησε μια μέθοδο ενός σταδίου για να συνθέσει ένα διαφανές ελαστομερές πολυουρεθάνης με διισοκυανική ισοφορόνη, πολυοξυτετραμεθυλενογλυκόλη, 1,4-βουτανοδιόλη και πολυοξυπροπυλενοτριόλη (N3010) ως πρώτες ύλες. Οι επιδράσεις της φυσικής και χημικής διασύνδεσης στις μηχανικές ιδιότητες, την οπτική διαφάνεια και τη θερμική σταθερότητα των ελαστομερών πολυουρεθάνης μελετήθηκαν με FT-IR, TG και άλλες μεθόδους. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι η προσθήκη του παράγοντα διασύνδεσης τριόλη N3010, το ελαστομερές πολυουρεθάνης σχηματίζει διασταυρώσεις μεταξύ των σκληρών τμημάτων και η διαπερατότητα του φωτός, η θερμική σταθερότητα και οι μηχανικές ιδιότητες βελτιώνονται σημαντικά σε σύγκριση με το ελαστομερές πολυουρεθάνης χωρίς παράγοντα διασταύρωσης .
Ε. Επέκταση αλυσίδας
Η επίδραση των επεκτατικών αλυσίδων στην αντίσταση στη θερμότητα σχετίζεται με την ακαμψία της. Γενικά, όσο υψηλότερη είναι η περιεκτικότητα σε άκαμπτο τμήμα, τόσο καλύτερη είναι η θερμική αντίσταση του ελαστομερούς. Ο Huang Zhixiong, κ.λπ. χρησιμοποίησε 4,4'-διφαινυλομεθάνιο-5-μαλεϊμίδιο και 3,3'-διχλωρο-4,4'-διφαινυλομεθανοδιαμίνη (BMI-MOCA) επέκτασης αλυσίδας για την αποφυγή Η υψηλή δραστηριότητα του MOCA παρέχει ευνοϊκές συνθήκες για τη χύτευση προϊόντων μεγάλης κλίμακας και είναι επίσης εύκολο να συντεθούν ελαστομερή πολυουρεθάνης με υψηλή σκληρότητα. Λόγω της εισαγωγής της δομής αρωματικού δακτυλίου BMI, η σχετική αύξηση του άκαμπτου τμήματος μπορεί να βελτιώσει σημαντικά τη θερμική σταθερότητα του ελαστομερούς πολυουρεθάνης.
Επιπλέον, ο διςυδροξυαιθυλαιθέρας υδροκινόνης επέκτασης αλυσίδας (HQEE) είναι ένας νέος τύπος μη τοξικού επεκτατικού αλυσίδας, ο οποίος μπορεί να αντικαταστήσει το MOCA. Έχει πολλά πλεονεκτήματα και χρησιμοποιείται ευρέως σε ελαστομερή πολυουρεθάνης, τα οποία μπορούν να βελτιώσουν τη θερμική αντίσταση και την αντοχή σε σχίσιμο της πολυουρεθάνης. αντοχή στη ρωγμή και σταθερότητα αποθήκευσης σύνθετων.
2. Η επίδραση των συνθηκών της διαδικασίας πολυμερισμού στη θερμική αντίσταση των ελαστομερών
Η θερμική σταθερότητα της ομάδας ουρίας και της ομάδας ουρεθάνης είναι μεγαλύτερη από αυτή της αλλοφανικής και της διουρίας, γεγονός που δείχνει ότι η αύξηση του μοριακού κλάσματος της ομάδας ουρίας και της ομάδας ουρεθάνης στο μόριο ελαστομερούς μειώνει το αλλοφανικό. σταθερότητα του ελαστομερούς, δηλαδή έλεγχος αυστηρά των συνθηκών διεργασίας, ιδιαίτερα της ποσότητας και της καθαρότητας των αντιδρώντων, έτσι ώστε η αντίδραση να μπορεί να δημιουργήσει όσο το δυνατόν περισσότερες ομάδες ουρίας και καρβαμιδικά. Είναι πολύ σημαντικό να βελτιωθεί η θερμική αντίσταση των ελαστομερών. Η θερμική αντίσταση των ελαστομερών πολυουρεθάνης μπορεί να βελτιωθεί αποτελεσματικά χρησιμοποιώντας βουλκανισμό επέκτασης αλυσίδας διαμίνης για τη δημιουργία ομάδων ουρίας, ελέγχοντας την αντίδραση μεταξύ ομάδων NCO και ομάδων ουρίας για τη δημιουργία διουριών και χρησιμοποιώντας αρωματικά διισοκυανικά. Η αντίδραση πολυουρεθάνης γενικά περιλαμβάνει μέθοδο ενός σταδίου, μέθοδο προπολυμερισμού και μέθοδο ημιπροπολυμερισμού. Η μέθοδος ενός βήματος είναι σχετικά απλή, αλλά η μοριακή δομή του προϊόντος είναι συχνά ακανόνιστη και η απόδοση είναι κακή. Η μέθοδος προπολυμερισμού και η μέθοδος ημιπροπολυμερισμού είναι καλύτερη.
Το γερμανικό δίπλωμα ευρεσιτεχνίας αναφέρει ότι μια μέθοδος ημι-προπολυμερισμού χρησιμοποιείται για τη λήψη ενός ελαστομερούς πολυουρεθάνης με θερμοκρασία μαλακώματος 147 βαθμούς. Επιπλέον, οι συνθήκες μετά το βουλκανισμό για περισσότερες από 4 ώρες σε θερμοκρασία περίπου 120 βαθμών C μπορούν επίσης να βελτιώσουν την απόδοση παραμόρφωσης αντίστασης στη θερμότητα της ένωσης χύτευσης ελαστομερούς πολυουρεθάνης.
3. Επίδραση τροποποίησης στη θερμική αντίσταση του ελαστομερούς πολυουρεθάνης
Α. Η επίδραση της τροποποίησης σιλικόνης στη θερμική αντοχή των ελαστομερών
Η σιλικόνη έχει μοναδική δομή και εξαιρετική αντοχή σε υψηλές και χαμηλές θερμοκρασίες και αντοχή στην οξείδωση, εξαιρετική ηλεκτρική μόνωση και θερμική σταθερότητα, εξαιρετική διαπερατότητα αέρα και βιοσυμβατότητα κ.λπ. Αντοχή στη θερμότητα, η θερμοκρασία παραμόρφωσης της θερμότητας μπορεί να φτάσει τους 190 βαθμούς.
Ο λόγος για την καλή του αντοχή στη θερμότητα είναι ότι αφενός η θερμική σταθερότητα του δεσμού SiO2 είναι καλή και, αφετέρου, το μαλακό τμήμα με κύριο σώμα το σιλοξάνιο έχει καλή ευελιξία, κάτι που είναι ευεργετικό για το διαχωρισμό μικροφάσεων. Stanciu A et al. παρασκευάστηκαν διασταυρούμενες πολυόλες με πολυ-L-αλκοόλη αδιπική διόλη (PEGA), πολυδιμεθυλσιλοξάνη με τερματισμό υδροξυλίου (PDMS-OH), MDI και μηλεϊνικές πολυόλες διγλυκεριδίου. Ελαστομερές πολυεστέρα-πολυσιλοξάνη-πολυουρεθάνη, οι δοκιμές απόδοσης δείχνουν ότι το PDMS-OH έχει μικρή επίδραση στις μηχανικές ιδιότητες του τελικού υλικού, αλλά έχει βελτιωμένη σταθερότητα και ελαστικότητα σε χαμηλές θερμοκρασίες και καλύτερη θερμική σταθερότητα.
Wen Sheng, et al. συνέθεσε μια σειρά ελαστομερών πολυουρεθάνης που περιέχουν σιλοξάνη χρησιμοποιώντας πολυδιμεθυλσιλοξάνιο (PDMS) με μια τελική ομάδα υδροξυλίου και αιθεροδιόλη πολυτετραϋδροφουρανίου ως μικτά μαλακά τμήματα. Η θερμοβαρυμετρική ανάλυση (TGA) έδειξε ότι, η εισαγωγή του PDMS βελτιώνει τη θερμική σταθερότητα των παραδοσιακών ελαστομερών πολυουρεθάνης.
Β. Επίδραση της εισαγωγής ενδομοριακών ομάδων στη θερμική αντίσταση των ελαστομερών
Η θερμοκρασία θερμικής αποσύνθεσης του ελαστομερούς πολυουρεθάνης εξαρτάται κυρίως από τη θερμική αντίσταση διαφόρων ομάδων στη μακρομοριακή δομή. Εάν υπάρχει διπλός δεσμός στο μαλακό τμήμα, θα μειώσει τη θερμική αντίσταση του ελαστομερούς, ενώ η εισαγωγή ισοκυανουρικών δακτυλίων και ανόργανων στοιχείων μπορεί να βελτιώσει τη θερμική αντίσταση του ελαστομερούς πολυουρεθάνης. Η εισαγωγή ενός θερμικά σταθερού ετερόκυκλου (όπως ένας ισοκυανουρικός δακτύλιος, ένας δακτύλιος πολυιμιδίου, ένας δακτύλιος οξαζολιδινόνης κ.λπ.) στην κύρια αλυσίδα του μορίου PU μπορεί να βελτιώσει σημαντικά τη θερμική αντίσταση του ελαστομερούς πολυουρεθάνης.
Το τριμερές αλειφατικού ή αρωματικού πολυϊσοκυανικού περιέχει έναν ισοκυανουρικό δακτύλιο, ο οποίος έχει εξαιρετική αντοχή στη θερμότητα και σταθερότητα διαστάσεων και τα προϊόντα του μπορούν να χρησιμοποιηθούν για μεγάλο χρονικό διάστημα στους 150 βαθμούς. Το πολυιμίδιο που παράγεται από την αντίδραση δικαρβοξυλικού ανυδρίτη και διισοκυανικού έχει τα χαρακτηριστικά της αδιαλυτότητας και της αντοχής σε υψηλή θερμοκρασία. Η εισαγωγή του δακτυλίου πολυιμιδίου στο PU μπορεί να βελτιώσει τη θερμική αντίσταση και τη μηχανική σταθερότητα του ελαστομερούς πολυουρεθάνης. Η ένωση οξαζολιδινόνης που σχηματίζεται από την αντίδραση εποξειδικής ομάδας και ισοκυανικού παρουσία καταλύτη έχει καλή θερμική σταθερότητα, η θερμοκρασία θερμικής αποσύνθεσης υπερβαίνει τους 300 βαθμούς και η θερμοκρασία μετάπτωσης υάλου είναι πάνω από 150 βαθμούς, η οποία είναι σημαντικά υψηλότερη από αυτή της συνηθισμένης πολυουρεθάνης ελαστομερή. .
Γ. Η επίδραση της ένωσης με νανοσωματίδια και πληρωτικά στη θερμική αντοχή των ελαστομερών
Τα νανοϋλικά είναι «τα πιο πολλά υποσχόμενα υλικά στον 21ο αιώνα» και τα νανοσύνθετα με βάση πολυμερή αναφέρονται στο μέγεθος της διεσπαρμένης φάσης σε τουλάχιστον μία διάσταση στην περιοχή νανοκλίμακας. Λόγω των μοναδικών ιδιοτήτων του, τα νανοσωματίδια συνδυάζονται με ελαστομερή πολυουρεθάνης για να βελτιώσουν σημαντικά τις μηχανικές τους ιδιότητες και μπορούν να αυξήσουν τις λειτουργικές ιδιότητες των ελαστομερών, όπως η αντοχή στη θερμότητα και η αντιγήρανση. Το σύνθετο υλικό νανοσωματιδίων και ελαστομερούς είναι ένας νέος τύπος συστήματος σύνθετων υλικών που αξίζει έρευνας και ανάπτυξης.
Gilman, JW, et al. έδειξε μέσω των αποτελεσμάτων περίθλασης ακτίνων Χ των νανοσύνθετων πολυουρεθάνης-μοντμοριλλονίτης ότι ο μοντμοριλλονίτης διασκορπίστηκε στη μήτρα πολυουρεθάνης με ευρεία κατανομή με μέση απόσταση μεταξύ των στρωμάτων όχι μικρότερη από 415 nm και το πυριτικό στον μοντμοριλλονίτη έπαιξε ρόλο στη θερμική . Μπορεί να βελτιώσει αποτελεσματικά τη θερμική αντίσταση των σύνθετων υλικών. Οι ZhuY et al. χρησιμοποίησε τις εξαιρετικές περιεκτικές ιδιότητες των ελαστομερών πολυουρεθάνης και των ανόργανων σωματιδίων-νανο-SiO2 για την παρασκευή νανοσύνθετων ελαστομερών πολυουρεθάνης SiO2 με τη μέθοδο sol-gel. Τα πειραματικά αποτελέσματα δείχνουν ότι η προσθήκη νανο-SiO2 μπορεί να βελτιώσει σημαντικά τις μηχανικές ιδιότητες της μήτρας ελαστομερούς πολυουρεθάνης και επίσης να έχει κάποια βελτίωση στην αντοχή της στη θερμότητα.
Γεμιστικά όπως ανθρακικό ασβέστιο, αιθάλη, πέτρα χαλαζία, ανθρακονήματα, ίνες γυαλιού, νάιλον και σωματίδια σκληρυμένης ρητίνης μπορούν επίσης να βελτιώσουν την αντοχή στη θερμική παραμόρφωση των ελαστομερών πολυουρεθάνης. Du Hui, et al. μελέτησε τις επιδράσεις διαφορετικών ανόργανων πληρωτικών στις μηχανικές ιδιότητες και την αντοχή στη θερμότητα των ελαστομερών πολυουρεθάνης. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι οι μηχανικές ιδιότητες και η αντοχή στη θερμότητα των ελαστομερών πολυουρεθάνης που τροποποιούνται με ανόργανα πληρωτικά σε κλίμακα μικρομέτρων είναι σημαντικά καλύτερες από τα συνηθισμένα ελαστομερή πολυουρεθάνης. .
4, εφαρμογή σχεδιασμού τύπου
Υπάρχουν διάφορες μέθοδοι για τη βελτίωση της απόδοσης θερμικής παραμόρφωσης των ελαστομερών πολυουρεθάνης. Σε πρακτικές εφαρμογές, θα πρέπει να γίνεται μια λογική επιλογή σύμφωνα με τους δείκτες απόδοσης του προϊόντος και τις απαιτήσεις της διαδικασίας και να καθοριστεί μια εφικτή διαδρομή διεργασίας. Αν και η βελτίωση της αντίστασης στη θερμότητα των ελαστομερών πολυουρεθάνης ήταν πάντα ένα πολύ ενεργό θέμα στον τομέα των ελαστομερών πολυουρεθάνης, και έχει διεξαχθεί πολλή έρευνα, υπάρχουν ακόμη λίγα ελαστομερή πολυουρεθάνης με εξαιρετικές περιεκτικές ιδιότητες όπως αντοχή στη θερμότητα και μηχανικές ιδιότητες. και το συνολικό επίπεδο είναι ακόμα χαμηλό. στο στάδιο της εργαστηριακής ανάπτυξης. Η ανάπτυξη νέων συστημάτων τροποποίησης και η ενίσχυση της εκβιομηχάνισης των αποτελεσμάτων εξακολουθούν να είναι τα κύρια ερευνητικά θέματα στον τομέα της πολυουρεθάνης στο εγγύς μέλλον.
Καλή αντοχή στη θερμότητα, PPDI, NDI, TODI και CHDI, αν θέλετε να φτιάξετε ένα προπολυμερές, η δραστηριότητα NDI είναι πολύ υψηλή, κάτι που δεν είναι ρεαλιστικό προς το παρόν (λέγεται ότι το Ινστιτούτο Ερευνών Προπολυμερών του Burley Bayer έχει συνθέσει με επιτυχία ένα καλό σταθερότητα αποθήκευσης, προπολυμερές NDI), τα υπόλοιπα είναι εντάξει. Γενικά, για όσους απαιτούν θερμική σταθερότητα και κιτρίνισμα, το CHDI είναι καλύτερο και το PPDI που απαιτεί θερμική αντίσταση και δυναμικές μηχανικές ιδιότητες είναι καλύτερο. Εάν το TODI επεκταθεί με αμίνες, η απόδοση είναι πολύ κοντά στο NDI.
