聚氨酯材料合成研究+实验(4)
弹性体制品也是重要方向。日本的一些公司将木粉、蔗糖及废弃的咖啡等天然原
料混合于聚合物多元醇中制备聚氨酯弹性体，既能减少多元醇的用量，降低生产
成本，又赋予制品生物分解性，国外已有一定数量商品问世。
高性能阻尼聚氨酯弹性体用途广泛，制成的胶垫、密封件、套环、缓冲件、
轴封等具有很好阻尼作用。特别是在各种精密设备、医疗器械及日用品、办公用品和电子计算机中，该材料在恶劣的外部环境中能够长期使用，不仅阻尼性能好、
而且机械强度高、回弹率高、尺寸稳定性好、耐多种溶剂及臭氧、紫外线等。尤
其是在汽车行业应用广泛，目前已引起国内业界的高度重视。
近年来液晶聚氨酯弹性体研究也比较活跃，主要集中在原料的选择、工艺路
线的优化和物性改善等方面。液晶聚氨酯是由刚性致介基因和柔性间隔基团连接
而成，是一种在熔体状态下具有液晶性能的聚氨酯弹性体。该材料具有良好的机
械性能、热稳定性、高弹性、高延伸性能和加工性能。液晶聚氨酯弹性体的合成
可以采取一步或两步聚合的方法，加工成型工艺多样，挤出、注射、模塑和涂覆
均可。合成材料共混改性成为目前高分子化合物研究与发展重点之一，聚氨酯弹
性体可以与PVC、PV、PE、ABS 等多种合成树脂进行共混改性，以降低生产成
本和提高物理和加工性能。国外还开发出不同原料的聚氨酯弹性体，具有突出的
动态力学性能，回弹性好，而且具有非常好的挠曲性，应用和市场前景均十分看
好。
形状记忆聚氨酯弹性体是一种新型形状记忆材料，具有价格低、易成型加工、
应用范围广等优点，且原料来源广、配方可自由调整、性能选择范围宽、能满足
不同场合的要求。国内外多家公司已实现工业化生产，研发出形状记忆温度为
37℃的体温形状记忆聚氨酯弹性体，在工程、建筑、日常生活及医疗等方面具有
巨大的应用潜力。其与普通聚氨酯弹性体一样可以采用浇铸法直接制得制品，也
可以采用双螺杆挤出机，先制成颗粒状，再经注射成型等加工方法制成成品。
1.7 课题研究目的意义与研究内容
聚氨酯弹性体具有非常优异的性能和广泛的用途，因此，世界各国投入了大
量人力和物力来开展相关研究，以期在制备成本、新功能等领域获得突破。本课
题主要研究了合成聚氨酯弹性体的一般制作工艺、工艺流程，以及制备聚氨酯弹
性体的反应机理和所需原料。为了得到性能更佳的聚氨酯弹性体，研究了合成聚
氨酯弹性体中的一种重要组份——二元醇扩链剂的用量对聚氨酯弹性体力学性
能的影响。
2.实验
2.1 实验机理
聚氨酯是通过异氰酸酯与醇的反应获得的， 多异氰酸酯和多元醇是聚氨酯最
基本的原料和中间体，异氰酸酯基与羟基的反应是合成聚氨酯的最基本的化学反
应。反应生成以氨基甲酸酯基为特征结构的聚氨酯。以常用的二异氰酸酯和二醇
为例，其反应可表示如下：
n OCN-R-NCO + n HO-R'-OH -[O-R'-OC-NH R-NHC-]n-
二异氰酸酯 二元醇 O /O
(氨基甲酸酯基)