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本文以聚四甲基醚二醇(PTMG)与端羟基聚二甲基硅氧烷(PDMS)为混合软段合成出了一系列含硅氧烷的聚醚聚氨酯弹性体(PS)。文章用傅立叶红外光谱仪(FTIR)与核磁共振谱仪(NMR)对合成所得产物进行了结构分析。用热重分析仪(TGA)对含硅氧烷的聚醚聚氨酯弹性体与传统型聚醚聚氨酯的热稳定性进行了详细的探讨,热重与红外连用(TG-FTIR)分析了不同温度下的热降解产物,并用Ozawa的方法计算出了在不同转化率下PS系列共聚样品的热分解活化能。此外,还采用、示差扫描量热仪(DSC)、机械性能测试、原子力显微镜(AFM)以及接触角等测试手段分别对PS系列共聚样品的相结构、表面形态以及力学性能进行了表征。
实验结果表明:PDMS作为软段被成功的引入了聚氨酯弹性体大分子的主链之上。所有样品均具有两个不同的降解阶段,第一阶段硬段的降解包含有两种不同氨基甲酸酯基团的降解,其一为4,4’-二苯甲基二异氰酸酯(MDI)与1,4-丁二醇(BD)形成A型氨基甲酸酯基团的降解,二为软段与MDI形成B型氨基甲酸酯基团的降解,且A型氨基甲酸酯基团的耐热性比B型氨基甲酸酯基团的要弱。另外分析结果还表明PDMS的引入造成聚醚聚氨酯第一阶段降解稳定性降低,第二阶段稳定性提高。TG-FFIR分析表明,采用了两种不同软段的含硅氧烷聚醚聚氨酯,其第一阶段热降解产物与聚醚聚氨酯以及硅氧烷聚氨酯相似,其第二阶段热降解产物则表明两种不同的软段同时产生了降解。而根据Ozawa的方法计算得到热降解活化能的值与以上TG-DTG分析的结果相一致。此外,DSC分析表明合成所得聚氨酯弹性体皆具有一极为复杂的相分离结构。力学性能分析说明,随着硅氧烷聚醚聚氨酯中PDMS含量的增加,其抗张强度逐渐较小,而PDMS含量较低的样品仍然具有较好的机械性质,说明聚醚聚氨酯良好的的机械性能得以保留。用AFM与接触角对PS系列共聚物样品的表面形态进行了分析,结果表明随着样品中PDMS含量的增加,PDMS会由聚氨酯(PU)的本体向表面出现迁移,并最终逐渐在PU的表面形成了一个PDMS富集相。