聚酯型双键封端聚氨酯预聚物的合成及其在团状模塑料中的应用

doi:10.19491/j.issn.1001-9278.2021.09.006

中国塑料 ›› 2021, Vol. 35 ›› Issue (9): 34-39.DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2021.09.006

聚酯型双键封端聚氨酯预聚物的合成及其在团状模塑料中的应用

刘雷(), 杨建军(), 吴庆云, 吴明元, 张建安, 刘久逸

安徽大学化学化工学院，安徽省绿色高分子材料重点实验室，合肥 230601

收稿日期:2021-01-20 出版日期:2021-09-26 发布日期:2021-09-23
作者简介:刘雷（1995-），男，硕士研究生，从事水基高分子杂化材料的研究。
基金资助:
安徽省2018年度科技重大专项(18030901077);安徽省高校自然科学研究重点项目(KJ2016A792)

Synthesis of Polyester⁃type Double Bond⁃terminated Polyurethane Prepolymer and Its Application in Bulk Molding Compounds

LIU Lei(), YANG Jianjun(), WU Qingyun, WU Mingyuan, ZHANG Jianan, LIU Jiuyi

Key Laboratory of Environment?friendly Polymer Materials of Anhui Province，School of Chemistry and Chemical Engineering，Anhui University，Hefei 230601，China

Received:2021-01-20 Online:2021-09-26 Published:2021-09-23
Contact: YANG Jianjun E-mail:1915129002@qq.com;andayjj@163.com

摘要/Abstract

摘要：

以高附着力耐温二元醇（XC-488）、甲苯二异氰酸酯（TDI）、甲基丙烯酸羟乙酯（HEMA）为原料，合成了聚酯型双键封端的聚氨酯预聚物（HPU），然后将不同含量的HPU与不饱和聚酯树脂、短切玻璃纤维、碳酸钙、阻燃剂等进行共混，用于团状模塑料（BMC）的制备。通过傅里叶变换红外光谱、差示扫描量热仪、力学性能、吸水率、熔体流动性、耐酸碱性、耐老化测试和扫描电子显微镜进行测试。结果表明，当HPU的含量为6 %（质量分数，下同）时，BMC复合材料的综合力学性能最好，此时复合材料的拉伸强度、弯曲强度、冲击强度分别为（47.24 ±0.42） MPa、（117.76±0.65）MPa、（33.8±0.2） kJ/m²。

关键词: 团状模塑料, 聚氨酯预聚物, 双键封端, 甲基丙烯酸羟乙酯

Abstract:

Polyester-type double bond-terminated polyurethane prepolymer （HPU） was synthesized by using a high adhesive and high heat-resistant diol （XC-488）， toluene diisocyanate （TDI） and hydroxyethyl methacrylate （HEMA） as raw materials. The bulk molding plastics （BMC） were prepared through blending HPU with unsaturated polyester resin， short cut glass fiber， calcium carbonate， flame retardant at different loadings. Fourier-transform infrared spectroscopy， differential scanning calorimeter， mechanical property test， water absorption test， melt fluidity test， acid-base resistance test， aging test and scanning electron microscope were used to characterize the structures and properties of the resultant BMC. The results indicated that the composite achieved the optimal comprehensive mechanical properties at an HPU content of 6 wt%. They also achieved tensile strength of （47.24±0.42） MPa， bending strength of （117.76±0.65） MPa and impact strength of （33.8 ± 0.2） kJ/m².

Key words: bulk molding compound, polyurethane prepolymer, double bond termination, hydroxyethyl methacrylate

中图分类号:

TQ323.4

刘雷, 杨建军, 吴庆云, 吴明元, 张建安, 刘久逸. 聚酯型双键封端聚氨酯预聚物的合成及其在团状模塑料中的应用[J]. 中国塑料, 2021, 35(9): 34-39.

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图/表 10

原料	含量/%
UPR	15
PS	5
重质碳酸钙	45
RHTPU?015A	20
玻璃纤维	10
TBPB	3
对苯二酚	2

表1 BMC的样品配方表

Tab.1 Formulation of BMC samples

样品编号	HPU含量/%	BMC含量/%
0^#	0	100
1^#	2	98
2^#	4	96
3^#	6	94
4^#	8	92

表2 BMC?HPU的配料比

Tab.2 Ratio of BMC?HPU blends

图1 BMC复合材料的FTIR谱图

Fig.1 FTIR spectra of BMC composites

图2 BMC复合材料的DSC曲线

Fig.2 DSC curves of BMC composites

HPU含量/%	拉伸强度/MPa	弯曲强度/MPa	冲击强度/kJ?m^-2
0	44.91±0.52	87.82±0.78	20.5±0.3
2	45.35±0.46	91.85±0.64	26.6±0.4
4	45.83±0.54	105.43±0.69	30.7±0.3
6	47.24±0.42	117.76±0.65	33.8±0.2
8	43.62±0.57	115.48±0.82	32.2±0.3

表3 BMC复合材料的力学性能

Tab.3 Mechanical properties of BMC composites

HPU含量/%	吸水率/%
0	0.16±0.03
2	0.14±0.02
4	0.13±0.01
6	0.12±0.01
8	0.15±0.02

表4 BMC复合材料的吸水率测试

Tab.4 Water absorption test of BMC composites

图3 HPU含量对复合材料熔体流动速率的影响

Fig.3 Effect of HPU content on melt flow rate of the composites

图4 BMC复合材料的耐酸碱性测试

Fig.4 Acid and alkaline resistance of BMC composites

HPU含量/%	拉伸强度/MPa	拉伸强度下降率/%	弯曲强度/MPa	弯曲强度下降率/%	冲击强度/kJ?m^-2	冲击强度下降率/%
0	31.43±0.53	30.02	66.02±0.43	24.82	12.3±0.2	40.12
2	31.68±0.48	30.15	68.73±0.48	25.18	15.5±0.1	41.86
4	32.17±0.42	29.79	80.91±0.50	23.25	18.6±0.2	39.42
6	33.91±0.46	28.21	90.94±0.53	22.78	21.0±0.3	37.86
8	30.02±0.52	31.16	85.12±0.61	26.27	18.4±0.2	42.94

表5 BMC复合材料在100 ℃×72 h老化后的力学性能

Tab.5 Mechanical properties of BMC composites aged at 100 ℃ for 72 h

图5 不同HPU含量的BMC复合材料的SEM照片

Fig.5 SEM of BMC composites with different HPU contents

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