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8-42 聚氨酯/聚丙烯酸酯复合阻尼弹性体的合成及性能田春蓉 钟发春 王建华 周秋明 李长江粘弹性阻尼材料作为高分子材料的一个品种，由于具有较高的阻尼损耗因子，而广泛用作减振阻尼材料。对于单组分高分子材料而言，一般橡胶的玻璃化转变温度Tg远低于室温，而塑料的Tg又远高于室温，往往与实际使用温度相差较远；此外，一般单组分高分子材料的Tg的范围也很窄，仅有20~30℃。因此，单组分高分子材料很难满足宽温宽频减振阻尼的要求。 选择了两种聚氨酯预聚体、一种丙烯酸酯低聚物（双酚 A型环氧－丙烯酸酯树酯、即、VER）、一种均聚物的玻璃化转变温度为8℃的丙烯酸酯单体即丙烯酸甲酯以及丙烯酸酯甲酯与甲基丙烯酯甲酯的混合物（丙烯酸甲酯- 甲基丙烯酸甲酯的组成分别为70/30及50/50的），采用上述原料同时反应，在加热条件下分别合成了不同结构和比例的聚氨酯/乙烯基酯树脂（简称PU/VER）复合弹性体以及聚氨酯/聚丙烯酸酯（PU/PA）复合弹性体。采用动态热机械分析法（DMA）研究了所合成的复合弹性体材料的动态力学性能，针对PU/VER体系，研究了异氰酸酯指数及计量与不计量VER中的仲羟基对复合弹性体动态力学性能的影响趋势。采用扫描电子显微镜（简称SEM）研究了PU/VER复合弹性体的形态结构，并结合X光电子能谱（简称XPS）研究了化学组成及组分聚合物网络在复合弹性体中的分布。究表明：所有的PU/VER及PU/PA均具有阻尼弹性体的力学特征，大部分组成的材料都表现出单一的玻璃化转变温度。PU/VER体系比PU/PA体系具有更好的阻尼性能。 丙烯酸酯单体与聚氨酯预聚体同时反应合成的PU/PA系列中，组成比为50/50的PU()/PA()具有最好的力学性能(抗张强度29.8MPa，断裂伸长率345%，模量10.33MPa)，组成比为90/10的PU()/PA()具有最好的阻尼性能(阻尼因子0.72)。 对PU/VER体系，PU()/VER的抗张强度高于PU()/VER的。VER的加入，不仅可以提高材料的损耗因子，而且还能拓宽其阻尼温域。当组成比为60/40时，且异氰酸酯指数接近1时，PU()/VER的阻尼性能最好（其 tan δmax=0.71，LA=10.55×106）。组成对PU/VER的形态结构有较大的影响，当PU的用量大时，PU为连续相，VER为分散相，当二者的比例接近时，出现双相连续的形态，在PU()/VER=30/70时，出现相倒转，即VER为连续相，PU为分散相。不计量VER中仲羟值时，合成的PU/VER复合弹性体的阻尼因子高，且表现出两个玻璃化转变温度；计量VER中羟值时，PU/VER的阻尼因子低，且表现出单一的玻璃化转变温度。VER可直接作为聚氨酯的交联剂，与聚氨酯预聚体同时发生交联聚合反应，可制备出阻尼温度达100℃以上，且在常温范围有较高阻尼因子的阻尼弹性体。 研究表明，在PU/VER体系中，VER及PU软段在表面的分布较多，PU硬段在内部的分布较多；在PU/PA体系中，聚丙烯酸酯在表面的分布较多，而PU在内部的分布较多。 |