化学推进剂与高分子材料46ChemicalPropellants&PolymericMaterials２００７年第５卷第１期研究与开发聚醚型聚氨酯弹性体的合成谢富春１，胡治元１，余东升１，朱长春２（１．洛阳工业高等专科学校材料工程系，河南洛阳４７１０２３；２．洛阳吉明化工有限公司，河南洛阳４７１０１２）摘要：以聚醚多元醇、＇－二苯基甲烷二异氰酸酯和１，４，４４－丁二醇为原料合成了聚醚型聚氨酯弹性体。分别对预聚反应时间、温度进行了考察，确定了合适的反应条件；并对影响聚醚型聚氨酯弹性体性能的几个因素如预聚体中ＮＣＯ质量分数、水分含量、ＣＯ与ＯＨ摩尔比、Ｎ聚醚多元醇的相对分子质量及后熟化时间等进行了研究。较佳反应条件为：反应温度为（８０±５）℃，预聚反应时间１．５￣２ｈ。聚醚多元醇含水质量分数＜０．０５％，ＮＣＯ与ＯＨ摩尔比１．００￣１．０３，后熟化时间≥４ｈ。关键词：聚醚多元醇；聚氨酯；弹性体；预聚；合成中图分类号：ＴＱ３２３．８文献标识码：Ａ文章编号：１６７２－２１９１（２００７）０１－００４６－０４聚氨酯弹性体（ＰＵＥ）又称聚氨基甲酸酯弹性体，是一种主链上含有较多氨基甲酸酯基团的高分子合成材料，一般由聚醚、聚酯和聚烯烃等低聚物多元醇，与多异氰酸酯及二醇或二胺类扩链剂逐步加成聚合而成；其结构可用“软段”和“硬段”来描述，聚醚、聚酯或聚烯烃等多元醇构成软段，二异氰酸酯、扩链剂构成硬段。由于软段和硬段之间的热力学不相容性，软段及硬段能够通过分散聚集形成独立的微区，具有微相分离结构［１］。软段提供ＰＵ材料的弹性、韧性及低温性能；硬段则提供ＰＵ材料的硬度、强度和模量性能。它是一种介于一般橡胶与塑料之间的弹性材料，既具有橡胶的高弹性，又具有塑料的高强度，它的伸长率大，硬度范围广。它的耐磨性、生物相容性与血液相容性特别突出；同时，它还有优异的耐油、耐低温、耐辐射和负重、隔热、绝缘等性能。因此，ＰＵＥ的应用领域非常广泛。由聚醚多元醇构成软段的ＰＵＥ具有独特的耐腐蚀、耐水解、抗挠曲和良好的粘接性，在特种高分子材料方面具有重要地位；其结构中既含有羰基又含有氨基，可和许多极性基团相互作用，形成氢键等，因此具有极其优良的吸附粘接力，兼有柔韧性、耐磨性及较高的断裂强度，因而广泛应用于木材、电子电器、汽车制造等领域。（ＢＤＯ）：工业级，日本旭化成株式会社；４，４＇－二苯基甲烷二异氰酸酯（ＭＤＩ）：工业级，烟台万华聚氨酯股份有限公司；二甲基甲酰胺（ＤＭＦ）：工业级，日本旭化成株式会社。１．２样品制备１实验部分１．１原材料聚乙二醇（ＰＥＧ－１０００、ＰＥＧ－１５００、ＰＥＧ－２０００）：工业级，日本三菱产品；１，４－丁二醇１．２．１聚醚脱水将ＰＥＧ加入三口瓶内，升温并抽真空，在内温为１０５￣１１０℃、真空度１３３．３Ｐａ条件下脱水１．５ｈ，然后冷却至５０℃以下，放入干燥的容器内密闭保存备用。１．２．２合成预聚体在干燥的三口瓶中按配方量准确加入ＰＥＧ和ＭＤＩ，搅拌均匀后升温到８０￣８５℃，每隔１５ｍｉｎ取样测定ＮＣＯ质量分数，直到测定值基本不变时即为反应终点。１．２．３ＰＵＥ制备将预聚体降温至６０℃，加入已熔化的ＢＤＯ迅速混合，待温度升至８０℃，停止搅拌，抽真空脱泡５ｍｉｎ，再倒入已预热的标准模具和聚四氟乙烯盘中，１１０℃下熟化３￣５ｈ。１．３预聚体合成的分析方法聚醚中的水分用卡尔?费休法测定，执行ＧＢ１２００８．６―８９标准；预聚体中ＮＣＯ质量分数用二丁胺法测定，执行ＨＧ／Ｔ２４０９―９２标准。１．４样品性能测试硬度：执行ＧＢ５３１―１９９９标准，采用ＬＸ－Ａ型硬度计，上海六菱仪器厂；黏度：执行ＧＢ／Ｔ２７９４―１９９５标准，采用ＮＸＳ－收稿日期：２００６－０９－０５作者简介：谢富春（１９８０－），河南郸城人，男，硕士，助教，研究方向为高分子材料改性与应用。电子信箱：ｘｉｅ８０８６＠１２６．ｃｏｍ谢富春等聚醚型聚氨酯弹性体的合成47１１Ａ型黏度计，成都仪器厂；软化点：执行ＧＢ４５０７―１９９９标准，采用ＳＹＰ－４２０２－Ｉ型沥青软化点测定仪，上海吉昌地质仪器有限公司；力学性能：定伸强度（ＧＢ／Ｔ１２８２４―２００２）、拉伸强度（ＧＢ／Ｔ５２８―１９９８）、撕裂强度（ＧＢ／Ｔ５２９―１９９９）和断裂伸长率（ＧＢ５２８―８２），测试条件为室温２５℃、湿度５５％、拉力机加荷速度１００ｍｍ／ｍｉｎ，采用ＬＪ－５０００Ｎ拉力机，承德试验机厂。ＮＣＯ反应生成脲，使ＮＣＯ含量明显低于理论值很多，体系的黏度也比８０℃时大，只是尚未出现明显凝胶效应。可见控制预聚温度为（８０±５）℃、反应时间１．５￣２ｈ是合适的，可保证反应顺利进行。２．２红外光谱（ＦＴＩＲ）分析ＰＵＥ的ＦＴＩＲ谱图示于图２。２结果与讨论ＰＥＧ与过量