热塑性聚氨酯弹性体的改性研究

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1、热塑性聚氨酯弹性体的改性研究ModificationofThermoplasticPolyurethaneElastomer研究生：姚鹏程指导教师：刘运学副教授学科专业：材料学二〇一五年十二月分类号：学校代码：10153UDC：密级：公开硕士学位论文热塑性聚氨酯弹性体的改性研究作者姓名：姚鹏程入学年份：2013年9月指导教师：刘运学副教授学科专业：材料学申请学位：工学硕士所在单位：材料科学与工程学院论文提交日期：2015年11月论文答辩日期：2015年12月学位授予日期：2016年01月答辩委员会主席：王长松答辩委员会组成：王长松谷亚新

2、赵苏时方晓万晔论文评阅人：徐飒风谷亚新硕士研究生学位论文摘要I摘要热塑性聚氨酯弹性体(TPU)具有良好的弹性、耐油性、耐臭氧性和低温性能，但是其价格较高、拉伸强度不高等缺点在一定程度上限制了它的使用范围。如何降低TPU的成本，提高其力学性能等成为近年的研究热点之一。本文采用低密度聚乙烯（LDPE）和自制的硫酸钙晶须（CSW）分别与TPU复合制备复合材料，研究了LDPE和CSW对复合材料性能的影响。在常压酸化法制备CSW的研究中，重点研究了制备CSW的最佳工艺条件以及偶联剂对晶须的改性情况。结果表明：以氧化钙为原料制备CSW的最佳工艺条件

3、为：氧化钙浓度为0.2mol/L，反应温度为90℃，搅拌速度为400r/min，滴加硫酸速度为2mL/min，保温时间为40min；在最佳工艺条件下制备的CSW的XRD图谱中，出现了二水硫酸钙晶体的特征峰，且产物纯度较高，结晶性良好；此条件下制备的CSW的长径比大多在20～60之间；采用钛酸四丁酯和KH550为偶联剂改性后的CSW，表面变得光滑圆润，吸油值也均得到降低，且KH550改性后的晶须表面更加光滑，吸油值更低，为32ml/100g，改性效果更好。在通过注塑成型的方法制备CSW/TPU复合材料的研究中，重点研究了CSW对TPU的增

4、强增韧效果。研究结果表明：CSW对TPU的硬度几乎没有影响；加入CSW后，共混体系的加工流变性能变好，但不同晶须含量对加工流变性能没有明显影响；随着CSW含量的增多，复合材料的拉伸强度和断裂伸长率均出现先上升后下降的现象，且当CSW含量为5%时，拉伸强度和断裂伸长率均达到最大，此时拉伸强度为27.513MPa，断裂伸长率为1021%，相比纯TPU分别提高了23%、21%；复合材料的冲击强度随CSW含量的增多而逐渐下降；TG测试分析发现，CSW的加入并未对TPU的分解温度产生明显影响。在熔融共混法制备LDPE/TPU复合材料的研究中，重点

5、研究了马来酸酐接枝聚乙烯（PE-g-MAH）添加量、LDPE添加量对LDPE/TPU复合材料相容性、力学性能、结晶性能、加工性能的影响。结果表明：PE-g-MAH可以极大的改善LDPE和TPU的相容性；随着LDPE和PE-g-MAH含量的不断增加，LDPE/TPU复合材料的硬度、300%定伸强度和结晶能力均不断增加；LDPE/TPU复合材料的冲击强度和平衡扭矩随LDPE含量的增加而减小，随PE-g-MAH含量的增加而增大；综合来看，在TPU：LDPE=8：2，PE-g-MAH添加量为5%时，LDPE/TPU复合材料的综合性能最好，邵氏硬

6、度为86A，300%定伸强度为25.286MPa，冲击强度为22.18kJ/m，结晶温度为110.62℃，平衡扭矩为12.7N·m。关键词:TPU；硫酸钙晶须；LDPE；相容剂；力学性能II摘要硕士研究生学位论文硕士研究生学位论文AbstractIAbstractThermoplasticpolyurethaneelastomer(TPU)hasagoodperformanceonflexibility,oilresistance,ozoneresistanceandlowtemperatureperformance.However,i

7、tshighcost,lowertensilestrengthandsomeothershortcomingslimititsapplications.HowtoreducethecostofTPUandimproveitsmechanicalpropertieswasstudiedinrecentyears.Inthispaper,LDPE/TPUcompositesandCSW/TPUcompositeswaspreparedwithlowdensitypolyethylene(LDPE)andhomemadecalciumsulf

8、atewhisker(CSW).TheeffectsofLDPEandCSWonthepropertiesofcompositeswasresearched.Intheresearchofpreparati