刘克硕，叶海木，王春晓，周学华，周　琼

(中国石油大学，北京 102249)



水分对预聚体结构及其聚氨酯性能的影响*

刘克硕，叶海木，王春晓，周学华，周琼

(中国石油大学，北京 102249)

摘要：以二异氰酸酯(MDI-50)和端羟基聚丁二烯(HTPB)为原料，合成聚氨酯预聚体(PPU)，加入不同比例的水分反应制得含水PPU。研究了水分对PPU的结构及相关性能的影响。傅立叶转换红外线光谱(FTIR)结果表明，PPU中的氢键作用对水分较敏感，且随着含水量的增加，硬段间的氢键相互作用加强，羰基的氢键作用趋向于无序化。溶解率测试表明，水分会起到扩链和交联的作用，交联倾向于在扩链后期加剧。同时水含量的增加，使得聚氨酯材料的玻璃化转变温度提高，机械性能降低。

关键词：预聚体，红外光谱，氢键，聚氨酯，玻璃化转变温度

聚氨酯是由多异氰酸酯和多羟基化合物控制一定的反应条件所制得的一类高分子材料，其制备方法主要分为一步法和两步法。两步法又称预聚体法，即由异氰酸酯和多元醇通过非等摩尔比反应合成聚氨酯预聚体(PPU)，然后进一步扩链和交联制备胶粘剂、涂料和弹性体等[1-3]。影响预聚的因素主要包括水分、温度和原料配比等[4]，其中多元醇自身、空气或器壁残留的水分会与异氰酸根(-NCO)发生副反应，形成脲键引发扩链、交联，导致PPU粘度增加，产生凝胶，影响产品的质量。为了深入认识水分对预聚体结构及聚氨酯机械性能的影响，本研究通过向预聚体中加入一定比例的水分，利用FTIR、DSC等方法系统探究了水分对预聚体结构、凝胶化程度、聚氨酯玻璃化转变温度(Tg)和力学性能的影响。……