两步法合成含氟热塑性聚氨酯弹性体(2)
2.4.4 扫描电镜 16
2.4.5 拉伸性能 17
2.4.6 表面能测试 18
2.4.7 耐化学品性 19
2.4.8 硬度测试 19
3 结果与讨论 20
3.1 FTPU-1弹性体合成与表征 20
3.1.1 红外光谱分析 20
3.1.2 核磁共振氢谱分析 21
3.1.3 X射线衍射分析 22
3.1.4 扫描电镜分析 23
3.1.5 力学性能分析 23
3.1.6 接触角及表面能分析 25
3.1.7 耐化学品性分析 26
3.1.8 小结 27
3.2 FTPU-2弹性体合成与表征 28
3.2.1 红外光谱分析 28
3.2.2 拉伸性能分析 29
3.2.3 接触角及表面能分析 30
3.2.4 耐化学品性分析 30
3.2.5小结 30
4 结论 31
4.1 FTPU-1表征结论 32
4.2 FTPU-2表征结论 32
4.3 FTPU-1和FTPU-2性能比较分析 32
致 谢 34
参考文献 35
1 文献综述
1.1 聚氨酯弹性体概述
热塑性聚氨酯弹性体（thermoplastics polyurethane elastomer，简称TPU）是一类能够加热塑化、能够采用溶剂溶解的弹性体材料。TPU弹性体是多异氰酸酯与多元醇（或多元胺）反应后形成的软段和硬段镶嵌而成的产物，具有优异的力学强度、韧性、耐磨、耐辐射、抗撕裂、易加工等综合性能，因而得到了广泛的应用[1]。
图1.1给出了热塑性聚氨酯弹性体的结构模型。如图1-1所示，TPU弹性体的分子结构中由软段和硬段共同组成，是通常弹性体中特殊的一类品种，同时也是一种介于橡胶相和塑料相之间的一种高分子材料。TPU合成所需原料品种较多，配方可变性较大，可调范围很宽。因而TPU弹性体具有很宽的硬度范围（邵氏A10~邵氏D80）、优异的弹性和良好的机械性能[2]。
图1.1聚氨酯弹性体结构模型
1.1.1 TPU弹性体特点
(1) 耐磨性好
TPU弹性体具有优异的耐磨性能。通常情况下，材料的耐磨性与其表面能和撕裂强度关系很大，因而对撕裂强度的影响也很突出。根据文献报道，在水和油存在下，TPU弹性体的耐磨性是普通橡胶的好几倍。但在实际应用过程中，其耐磨效果更加优异。表1-1列出了多种材料的Taber磨耗数据。由表1-1可知，聚氨酯弹性体的Taber磨耗数为0.5~3.5 mg，是高分子材料中磨耗量最小的；尼龙610和1010的磨耗量分别为16和24，而尼龙66的磨耗量甚至高达366，是耐磨性最差品种。充分说明聚氨酯弹性体的耐磨性能，是已知高分子材料中最为优异的。
表1-1 各种材料的Taber磨耗值
材料名称 磨耗量/mg 材料名称 磨耗量/mg
聚氨酯弹性体 0.5-3.5 天然橡胶 146
尼龙-610 16 耐冲击聚氯乙烯 160
聚酯薄膜 18 丁苯橡胶 177
尼龙1010 24 增塑聚氯乙烯 187
高密度聚乙烯 29 丁基橡胶 205
聚四氟乙烯 42 ABS 275
丁腈橡胶 44 氯丁橡胶 280
低密度聚乙烯 70 聚苯乙烯 324
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