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  • ISSN 1006-3080
  • CN 31-1691/TQ

PBT聚醚聚氨酯不同活泼氢组分固化体系研究

苏雅琪 王卫泽 杨敏 杨茜茜 轩福贞

苏雅琪, 王卫泽, 杨敏, 杨茜茜, 轩福贞. PBT聚醚聚氨酯不同活泼氢组分固化体系研究[J]. 华东理工大学学报(自然科学版). doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20220221003
引用本文: 苏雅琪, 王卫泽, 杨敏, 杨茜茜, 轩福贞. PBT聚醚聚氨酯不同活泼氢组分固化体系研究[J]. 华东理工大学学报(自然科学版). doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20220221003
SU Yaqi, WANG Weize, YANG Min, YANG Xixi, XUAN Fuzhen. Study on curing systems of PBT polyether polyurethane with different active hydrogen components[J]. Journal of East China University of Science and Technology. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20220221003
Citation: SU Yaqi, WANG Weize, YANG Min, YANG Xixi, XUAN Fuzhen. Study on curing systems of PBT polyether polyurethane with different active hydrogen components[J]. Journal of East China University of Science and Technology. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20220221003

PBT聚醚聚氨酯不同活泼氢组分固化体系研究

doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20220221003
基金项目: 基金项目类别(项目编号) 资助项目
详细信息
    作者简介:

    苏雅琪(1998—),女,甘肃天水人,硕士生,主要研究方向为叠氮固体推进剂。E-mail:810913612@qq.com

    通讯作者:

    王卫泽, E-mail:wangwz@ecust.edu.cn

  • 中图分类号: TQ311

Study on curing systems of PBT polyether polyurethane with different active hydrogen components

  • 摘要: 以3, 3-双叠氮甲基氧杂环丁烷-四氢呋喃共聚醚(PBT)为聚醚聚氨酯的软段,以甲苯二异氰酸酯(TDI)为固化剂、一缩二乙二醇(DEG)为扩链剂、三羟甲基丙烷(TMP)为交联剂,利用二步法制备了不同活泼氢组分的PBT聚醚聚氨酯。采用傅里叶变换红外光谱测试(FT-IR)、差示扫描量热仪(DSC)、电子万能试验机及溶胀比测试,对PBT/TDI、PBT/TDI/DEG、PBT/TDI/TMP/和PBT/TDI/DEG/TMP体系进行了固化反应动力学及力学性能的研究。结果表明:PBT/TDI、PBT/TDI/DEG、PBT/TDI/TMP/和PBT/TDI/DEG/TMP体系的固化反应都为二级反应,活化能分别为135.98、165.57、164.93、164.29 kJ/mol。加入DEG可显著提高黏合剂基体的断裂伸长率,但拉伸强度下降;加入TMP能提高黏合剂基体的拉伸强度,而断裂伸长率下降;同时加入DEG和TMP的黏合剂基体拉伸强度提高,断裂伸长率有所下降。DEG和TMP能不同程度的提高固化体系的交联密度。

     

  • 图  1  PBT预聚物分子式及固化反应机理

    Figure  1.  The chemical formula for PBT prepolymer and Curing reaction mechanism

    图  2  不同固化体系傅里叶红外光谱图

    Figure  2.  FT-IR spectra of different curing systems

    图  3  不同固化体系的非等温DSC曲线

    Figure  3.  Non isothermal DSC curves of different curing systems

    表  1  四组不同活泼氢组分的PBT固化体系

    Table  1.   PBT propellant curing system with four different active hydrogen components

    固化体系组分固化参数R
    1PBT+TDI1.2
    2PBT+TDI+DEG1.2
    3PBT+TDI+TMP1.2
    4PBT+TDI+DEG+TMP1.2
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    表  2  不同固化体系和不同升温速率下的Tp

    Table  2.   Tp under different curing systems and different heating rates

    β/(K·min−1Tp/℃
    体系1体系2体系3体系4
    5247250249251
    10258259258259
    15262264263265
    20267269268269
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    表  3  不同固化体系固化反应动力学参数

    Table  3.   Curing reaction kinetic parameters of different curing systems

    固化体系Ea/(kJ·mol−1)A/(s−1)nk(60℃)/[kg/(mol·s)]
    1135.9841.385×10130.9396.47×10−10
    2165.5731.27×10160.9491.36×10−10
    3164.9331.18×10160.9491.59×10−10
    4164.2928.93×10150.9491.51×10−10
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    表  4  不同固化体系拉伸力学性能

    Table  4.   Tensile mechanical properties of different curing systems

    固化体系抗拉强度/MPa断裂伸长率/%初始拉伸模量/MPa
    11.095010.39300.3210
    20.928015.27400.2863
    32.09405.75600.3412
    41.90807.07100.5452
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    表  5  不同固化体系溶胀系数

    Table  5.   Swelling coefficient of different curing systems

    固化体系溶胀系数
    15.20
    24.93
    34.36
    43.76
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  • 收稿日期:  2022-02-21
  • 网络出版日期:  2022-05-10

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