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Mechanical properties of thermal polyurethane 热塑性聚氨酯力学性能的研究 LI Yue ZHANG Jun Ying College of Chemical Engineering, Beijing University of Chemical Technology,Beijing 100029 李樾 张军营 北京化工大学 材料科学与工程学院，北京 100029 Abstract: A series of thermal polyurethane based on polymer polyol as soft segments，Diphenylmethylene diisocyanate (MDI) and micromolecular diols as hard segments were synthesized by prepolymer method ．The effect of isocyanate index，polymer polyol ，chain extender，the mole ratio of chain extender and polymer polyol to the mechanical properties of TPU were discussed ．The results showed that TPU possessed comparatively better mechanical properties with higher fluidity when the NCO/OH is 1.02 ；and the TPU possessed excellent mechanical properties based on polybutylene adipate （PBA ），diphenylmethylene diisocyanate (MDI) and diethylene glycol. Key Words: thermal polyurethane ；polymer polyol ；chain extender ；mechanical properties 摘要：以不同的聚合物多元醇为软段，4,4`- 二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)和不同小分子的二元醇为硬段， 采用预聚体法合成热塑性聚氨酯。本文讨论了异氰酸酯指数、不同聚合物多元醇、不同扩链剂、以及扩 链剂/ 多元醇的物质的量比对热塑性聚氨酯力学性能的影响。结果表明当异氰酸酯指数为 1.02 时，热塑 性聚氨酯的综合性能最佳；同时用聚己二酸丁二醇酯（PBA ）做软段，4,4´-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI) 和一羧二乙二醇做硬段合成出来的 TPU 具备最佳的力学性能。 关键词：热塑性聚氨酯；聚合物多元醇；扩链剂；力学性能 引言 聚氨酯弹性体是指在大分子主链上含有较多氨基甲酸酯基官能团(-NH-COO-) 的一类弹 性体聚合物，是典型的多嵌段共聚物[1] 。通常由低聚物多元醇（聚醚或聚酯）先与多异氰酸 酯进行加成反应，再和扩链剂反应制备而成，其结构通式为-(A-B)n- 。其中A 是硬段，为各 种异氰酸酯与小分子扩链剂（醇或胺）反应而成；B 是分子量 500~3000 的聚醚或聚酯多 元醇软段。由于硬段与具有柔顺性的软段在热力学上的不相容导致了微相分离，聚氨酯弹性 体的这种结构特点赋予了其优异的性能[2] 。从化学组成上分析，热塑性聚氨酯弹性体由聚醚 或聚酯、异氰酸酯和扩链剂、交联剂聚合而成，聚醚或聚酯组成柔性链段，影响弹性体的拉 伸强度、撕裂强度等力学性能；异氰酸酯和扩链剂、交联剂等原料组成硬链段，化学反应直 接影响热塑性聚氨酯弹性体的性能[3] 。 在实际应用中，力学性能是决定材料能否得到使用的一个重要指标，本实验采用预聚体 法制备了一系列 TPU，讨论了不同聚合物多元醇和扩链剂以及扩链剂/ 多元醇的物质的量比 对热塑性聚氨酯力学性能的影响。 1 实验部分 1.1 主要原料及规格 聚四氢呋喃醚 (PTMG,Mn=1000) 、聚四氢呋喃醚(PTMG,Mn=2000) 、聚丙二醇 （PPG,Mn=2000 ），分析纯，烟台万华聚氨酯股份有限公司、聚己二酸丁二醇酯