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聚氨酯密封胶因其高模量、高弹性、粘接性好而被广泛应用在土木建筑、交通运输等领域,作为结构胶黏剂起粘接、密封、缓冲的作用。双组份聚氨酯密封胶的配方可调自由度大,性能设计性好,常温固化且无溶剂污染,应用尤其广泛。本文采用预聚体法,以异氰酸酯(MDI)和聚醚多元醇(PTMEG)生成嵌段共聚物来制备一种综合性能良好的双组份聚氨酯密封胶,优化其制备工艺参数;并采用液体橡胶来增加密封胶的低温韧性和耐水性,研究了聚氨酯结构与性能的相互关系。将MDI和PTMEG两种单体原料本体聚合生成端-NCO预聚体作为密封胶主剂,制备时加入0.1%wt的苯甲酰氯作为阻聚剂,聚合温度为702℃,反应3h并采用逐步升温可以控制反应顺利进行。以多元醇和扩链剂BDO混合作为固化剂,与预聚体室温固化,成为热塑性聚氨酯弹性体。红外测试显示预聚体-NCO峰消失,固化确实生成了氨基甲酸酯基结构。原子力照片可以看出,聚氨酯具有微相分离结构,软硬段相互不相容,相互重叠。设计了双因素预聚体中r值(-NCO:-OH)及扩链剂含量的正交试验。双组份混合后的表干时间约为24h,最大固化收缩量小于2.4mm。r等于3时密封胶的力学性能较好。扩链剂使拉伸强度增大而断裂伸长率减小,粘接强度最大可达5.02MPa,固化剂中BDO与PTMEG为3:1时,撕裂强度最大。热分析表明扩链剂和硬段含量增加会提高聚氨酯的耐热性能,且材料存在后熟化阶段。DMA分析说明在低温下PTMEG制备的聚氨酯仍具有弹性,但是耐水性测试结果不理想。引入端羟基聚丁二烯(HTPB)与PTMEG、MDI共聚,HTPB和PTMEG的摩尔比为1~4时预聚体粘度尚可。HTPB增大了聚氨酯密封胶的断裂伸长率和撕裂强度,粘结强度略有降低。与PTMEG相比,加入HTPB使得聚氨酯的初始分解温度和600℃剩余质量下降,对热稳定性的改善体现在软段相中。动态粘弹谱显示当预聚体中半数-OH由HTPB提供时,试样模量最大,为4525MPa。HTPB的加入使软段的玻璃化转变温度从室温降至-50℃左右,相分离程度增加,材料的耐低温性能有了显著改善。HTPB中疏水的双键提高了聚氨酯的耐水性,吸湿率降低,浸泡后试样的拉伸强度和断裂伸长率下降程度明显减少,力学性能保留率大于70%。