新型热塑性聚氨酯弹性体共混改性研究
徐子安
（南京工业大学化学化工学院，江苏
摘要：综述了弹性体材料的市场价值与发展前景，从提高弹性体综合性能、降低生产成本的角度出发，着重分析了国内外对热塑性聚氨酯弹性体共混改性的研究进展，提出对聚碳酸多元醇型聚氨酯弹性体材料的改性方案。针对性地选择采用物理共混的方法进行实验，将第二或第三组分与TPU及助剂进行高速共混，再经挤出机熔融共混后挤出，测试断裂伸长率，拉伸强度以及硬度，确定共混的工艺条件和加工条件。综合实验数据，比较不同配比的改性的结果，找出改性TPU的{zj0}材料和{zj0}共混配比。另外，实验时，通过在聚合物中加入少量轻质CaCO3、白碳黑等助剂，既降低了成本，又提高了聚合物的力学性能。
关键词：聚碳酸多元醇
1、
所谓弹性体是指玻璃化温度低于室温、扯断伸长率>50%、外力撤除后复原性比较好的高分子材料。而玻璃化温度高于室温的高分子材料称为塑料，在弹性体中，其扯断伸长率较大（>200%）、{bfb}定伸应力较小（<30MPa）、弹性较好的可称为橡胶。所以，弹性体是比橡胶更为广泛的一类高分子材料[1]。
聚氨酯弹性体是利用低聚物多元醇，多异氰酸酯和扩链剂以及某些配合剂在一定温度下聚合而成的高分子材料，其种类主要分为聚酯多元醇型、聚醚多元醇型、聚ε-己内酯多元醇型、聚丁二烯多元醇型、聚碳酸多元醇型等等[1]，由于结构设计简单，具备优异的力学性能以及磨耗性、耐油性、抗血栓性等优点已经广泛应用于高分子材料的几大领域[2，3]，但是，其耐热性、耐水解性、功能附加性等需要改善的性能颇多，有待进一步提高其综合性能。在聚氨酯化学工业的发展中，热塑性聚氨酯（TPU）弹性体的发展相对较晚。最早是由美国B.F.Goodrich化学公司开发研制并相继投入市场。TPU是在加入小分子扩散剂的条件下由分子量500～3000的末段有活性氢的长链二醇（聚谜和聚酯型）和分子量500以下的二异氰酸短链二醇加成聚合而成的线形高分子材料，在TPU中由于氢键的作用使氨基甲酸酯基聚集在一起形成硬段，非极性的醚基与酯基也由于氢键的作用聚集形成软段。硬段与软段的不相容导致TPU微相分离的独特微观结构[4]。TPU软段影响材料的弹性及低温性能，硬段之间由于高含量的极性极端和分布广泛的氢键而具有较大的吸引力，因此硬段影响TPU的力学性能，特别是拉伸强度和抗撕裂强度，同时材料的高温性能与硬段结构和它在该温度下保持结合的能力密切相关。
区别于聚碳酸酯（PC），聚碳酸多元醇（主要分为聚碳酸亚乙酯多元醇和聚碳酸亚丙酯多元醇两大类）是以华东地区特大二氧化碳气田的二氧化碳气体为主要原料，通过与环氧化物调节共聚得到的全生物降解型脂肪族聚碳酸酯多元醇，国内对此报道相对较少，是江苏中科金龙化工股份有限公司的主导产品，通过与多异氰酸酯（如MDI）和扩链剂等聚合可形成全生物降解性能{zh0}的合成材料。经中国环境科学院检测表明，其生物降解性能十分优良，与纸、植物县委等xx产物基本相同，是目前国内生物降解性能{zh0}的合成材料。该材料可广泛应用于具有生物降解需求的场所，如一次性包装材料，建筑家电隔热材料等，能够解决日益严重的环境污染问题。由于其本身属于聚氨酯弹性体材料，具备TPU材料的优良综合性能，因此具有广阔的发展前景。但由于生产中催化剂催化效率不够理想，催化剂难以脱除等几大问题导致树脂本身性能和实验室产品的一定差异，我们在改性树脂性能的同时，寻求通过共混的方式改性弹性体材料，不断发现新的共混合成材料。
