HMDI-PTMEG基透明聚氨酯弹性体热老化机理研究

2011-03-13郭新涛

航空材料学报 2011年3期

郭新涛, 厉蕾

(北京航空材料研究院,北京 100095)

二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)是不易变黄的脂环族异氰酸酯,通过与四氢呋喃聚醚(PTMEG)反应,并用醇类扩链剂扩链,制成的透明聚氨酯弹性体耐候性好,耐热性也较线性脂肪族聚氨酯弹性体有较大提高[1]。HMDI-PTMEG基透明聚氨酯弹性体是航空电加热层合透明件的优选中间层材料,由于中间层弹性体在成形制造及使用过程中要经受长时间高温,弹性体会变黄。对聚氨酯弹性体变黄的原因有多种解释,但多是由于合成过程中使用了结构中含有苯环的异氰酸酯或使用了胺类扩链剂,老化后苯环或氨基结构发生变化引起[2～4]。目前对HMDI-PTMEG基透明聚氨酯弹性体热老化机理的研究还很少。本研究以PTMEG,HMDI,1,4-BDO、TMP为原料,DBTDL为催化剂,按n(PTMEG)∶n(HMDI)∶n(1,4-BDO、TMP)=1∶3∶2的比例,采用两步法合成了透明聚氨酯弹性体,并根据中间层弹性体的具体使用特点,进行了极端使用条件下的热老化试验,通过DSC,FTIR,13CNMR等手段对弹性体的热老化机理进行了研究。

1 实验

所用原料包括二环己基甲烷二异氰酸酯HMDI (4,4′-Dicyclohexylmethane diisocyanate),化学纯;聚四氢呋喃二醇PTMEG(Polytetrahydrofuran glycol), Mn=1000,工业品,三羟甲基丙烷TMP(Trimethylol Propane),化学纯;1,4-丁二醇1,4-BDO(1,4-Butanediol)分析纯;二月桂酸二丁基锡DBTDL(Dibutytin dilaurate),分析纯。

将PTMEG加入装有温度计和搅拌器的三口瓶中,在 100～110℃、真空脱水后冷却至60℃以下,加入预先混入催化剂的HMDI,在80～100℃预聚4h左右后加入1,4-BDO和TMP的混合扩链剂,均匀反应至完全透明,经真空脱泡得到预聚体,将预聚体倒入模具中并在 60～120℃逐阶固化 8～12h后进行相关性能测试。