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本文采用异佛尔酮二异氰酸酯IPDI、多元醇PTMG和PBAG及扩链剂一步法合成了一系列透明聚氨酯弹性体。利用DSC、TG、FTIR和WAXD等测试方法研究了聚氨酯弹性体聚集态结构(氢键、软段相结晶和硬段相结晶)、软段结构、硬段结构、交联及老化与性能的关系。 通过理论计算,定量研究了聚氨酯弹性体中共聚与物理交联对微相分离程度及其性能的影响。研究结果表明,硬段间氢键增多,软段结晶度增加,有利于硬段软段各自聚集在一起,使硬段相和软段相的相畴变大,聚氨酯弹性体的微相分离程度也相应增加,导致体系的拉伸强度、杨氏模量和断裂吸能提高,热稳定性也提高。硬段微晶尺寸增大,可有效地限制软段基料的变形,并止住裂纹的增长,有利于聚氨酯弹性体的力学性能提高;由于微晶尺寸在纳米级,对光学透明性影响不大。适当的交联会使聚氨酯弹性体综合力学性能和耐热性提高。由于交联使体系微相分离程度和软段结晶度降低,聚氨酯弹性体的透光率随N3010加入量的增加有所提高。 在相同配料比的情况下,聚酯型聚氨酯弹性体力学性能和耐热性能比聚醚型的好。聚氨酯弹性体的力学性能和热稳定性随软段分子量的增加而升高;软段分子量增加到一定程度会对聚氨酯弹性体的光学透明性产生影响,PTMG2000/BD/IPDI光学透明性随软段含量的增加而降低。硬段含量和扩链剂长度增加,聚氨酯弹性体力学性能和热稳定性提高。 老化对聚氨酯弹性体的力学性能有一定影响,老化后的聚氨酯弹性体由于软段结晶的进一步完善,导致拉伸强度、杨氏模量和断裂吸能提高。聚氨酯弹性体透光率随老化时间的延长略有下降,363天后,透光率仍在75%以上。 交联、软段种类及其含量对PC/PU/PC复合板材力学性能有一定的影响,软段分子量大的,交联程度高的聚氨酯弹性体PC/PU/PC的复合板材弯曲强度和弯曲模量高。