有机硅聚氨酯结构预聚体及其聚合物的合成与研究

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1、摘要聚氨酯是一种性能优异的聚合物材料。目前，聚氨酯的改性产品大多存在结构不明确的缺陷。通过合成确定结构的预聚体合成结构相对明确的聚合物，能够更加清晰的解释聚合物的结构和性能的关系。本文主要进行了两方面的研究。第一，将羟基硅油、甲基丙烯酸羟乙酯和甲苯二异氰酸酯合成了有机硅聚氨酯预聚体和丙烯酸酯聚氨酯预聚体，对合成温度、时间和催化剂含量等条件进行了研究讨论，得到制取预聚体的最佳反应条件。第二，将有机硅聚氨酯预聚体用不同分子量的聚乙二醇(PEG)，合成了一系列有机硅聚氨酯聚合物。通过TGA和AFIvl等测试手段，初步讨论了聚合物中不同NCO／OH比、不同软段分子量对聚合物的热性能、微相分离性能的

2、影响。TGA研究表明：聚合物的TG曲线均有两个明显的热降解区域，表示合成所得到的共聚物都至少具有两个不同特征的降解阶段，第一阶段降解约发生在200～350"C，而第二阶段降解约发生在350～600℃。说明将有机硅引入到聚氨酯中热性能得到明显的提高。在第一分解阶段，聚氨酯的起始热分解温度随着NCO／OH比例的提高而降低：而在第二分解阶段则恰恰相反，分解温度随着NCO／OltLt例的提高而升高。聚合物中PEG的相对分子质量对聚合物热降解的特征分解温度没有明显的影响，却对失重速率有明显的影响。AFM研究表明：随着硬段含量的增加，明亮区域增大，表明硬段的增加使硬段自身更容易聚集。软段分子量降低后，

3、聚氨酯膜表面的平整度提高了，明亮区域变小，聚氨酯的相分离也降低了。关键词：预聚体；有机硅聚氨酯聚合物；结构与性能ABSTRACTPolyurethanesandmodifiedPolyurethanesaleversatilepolymermaterials．Presently,modifiedpolyurethanes’structureisusuallyambiguous．Theunambiguousstructurepolymer’Ssynthesizewillhelpexplaintherelationsbetweenthepolymers虹uch鹏andtheperformanc

4、e．Thisthesismainlyresearchtwoaspects．Firstly,2-hydroxyethylmethacrylate,hydroxyl-termitedpolydimethysiloxane(OH—PDMS)，and2,4-Toluenediisocyanate(TDI)wereusedtosynthesizesiloxane-polyurethaneprepolymerandaerylate-polyurethaneprepolymer．Theinfluenceofreactiontemperature,reactiontimeandcatalystpersen

5、twereinvestigated．Theoptimaltechnicsofpolyurethaneprepolymerpreparationwasdetermined．Secondly,aseriesofpolysiloxane—urethanespolymerwerepreparedbysiloxane-polyurethaneprepolymerandpol“ethyleneglyc01)(PEG)withdifferentmolecularweight．TheEffectofPEGMolecularWeightandNCO／OHpercentonthermalpropertiesa

6、ndmorphologyofPolysiloxane—urethanespolymerhavebeenstudiedbyTGAandAFM．TheTGAanalysesidenticallyrevealedthatpolymersshowedtwostagesofthermaldegradation．ThefirstthermaldegradationwaS．ThestageIinthisstudyoccnrsatabout200～350。C，thestage11inthisstudyOCCUrsatabout350～650"C．InThestageI．thepolyurethane’St

7、hermaldegradationtemperaturewillbedecreasewitlltheincreaseofNCO／OHpercent，butinthestageII，thesituationisopposite．ThePEGMolecularWeighthasnoevidentinfluenceonthethermaldegradationtemperaturebuttheweightloss．Conven