喷气燃料对热塑性聚氨酯热性能的影响研究

doi:10.19491/j.issn.1001-9278.2024.05.007

中国塑料 ›› 2024, Vol. 38 ›› Issue (5): 33-39.DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2024.05.007

喷气燃料对热塑性聚氨酯热性能的影响研究

赵晗旸¹(), 阎格¹, 阳勇², 纪晓娜¹, 王鑫¹, 刘文言¹()

^1.中国矿业大学（北京）机械与电气工程学院，北京 100083
^2.青岛哈尔滨工程大学创新发展中心，山东青岛 266000

收稿日期:2023-10-25 出版日期:2024-05-26 发布日期:2024-05-20
通讯作者: 刘文言（1969—），男，研究员，从事油气储运高分子材料研究，1710440223@student.cumtb.edu.cn
E-mail:zhy17810287009@163.com;1710440223@student.cumtb.edu.cn
作者简介:赵晗旸（1999—），男，在读研究生，从事油气储运高分子材料研究，zhy17810287009@163.com

Effect of jet fuel on thermal properties of thermoplastic polyurethane

ZHAO Hanyang¹(), YAN Ge¹, YANG Yong², JI Xiaona¹, WANG Xin¹, LIU Wenyan¹()

^1.School of Mechanical and Electrical Engineering，China University of Mining and Technology （Beijing），Beijing 100083，China
^2.Qingdao Harbin Engineering University Innovation and Development Center，Qingdao 266000，China

Received:2023-10-25 Online:2024-05-26 Published:2024-05-20
Contact: LIU Wenyan E-mail:zhy17810287009@163.com;1710440223@student.cumtb.edu.cn

摘要/Abstract

摘要：

由于具有优秀的抗磨损能力和耐溶剂性，热塑性聚氨酯已被大量用于石油产品的储存和运输中。在喷气燃料的储输油过程中热塑性聚氨酯设备会面临各种复杂的运输环境，在这一过程中，聚氨酯软管可能会受到喷气燃料和紫外线的双重影响。若这种影响导致了它们的热学特性不再符合需求，会造成经济损失与环境问题。在储运过程中喷气燃料对TPU热性能的影响是不可忽视的，因此本研究使用差示扫描量热仪及热失重分析仪对经过喷气燃料及紫外光辐照处理后的热塑性聚氨酯进行测试，发现喷气燃料的长期浸泡会导致聚氨酯玻璃化转变温度的提升和热稳定性的下降，TPU样品经过喷气燃料处理后的DSC曲线在150 ℃后出现了1个放热峰，这表明此处存在结晶行为。

关键词: 热塑性聚氨酯, 油料储运, 调制差示扫描量热法, 软质输油管, 热分解

Abstract:

Thermoplastic polyurethane （TPU） elastomers have been widely used in the storage and transportation of petroleum products due to their excellent wear resistance and solvent resistance. During the storage and transportation processes of jet fuel， The TPU equipment has to face various complex transportation environments. In such processes， the TPU hoses may be affected by the dual effects of jet fuel and ultraviolet radiation. If this impact causes their thermal characteristics to no longer meet the demand and results in an economic loss and environmental problems. Therefore， the impact of jet fuel on the thermal performance of TPU during storage and transportation cannot be ignored. In this study， differential scanning calorimetry and thermogravimetry analysis were conducted to investigate the thermal performance of the TPU treated with jet fuel and UV irradiation. The results indicated that a long⁃term immersion in jet fuel led to an increase in the glass transition temperature and a decrease in the thermal stability of TPU. After treatment with jet fuel， the TPU samples exhibited an exothermic peak at 150 ℃ as a result of the presence of crystallization.

Key words: thermoplastic polyurethane, oil storage and transportation, modulation differential scanning calorimetry, soft oil pipeline, thermal decomposition

中图分类号:

TQ323.8

赵晗旸, 阎格, 阳勇, 纪晓娜, 王鑫, 刘文言. 喷气燃料对热塑性聚氨酯热性能的影响研究[J]. 中国塑料, 2024, 38(5): 33-39.

ZHAO Hanyang, YAN Ge, YANG Yong, JI Xiaona, WANG Xin, LIU Wenyan. Effect of jet fuel on thermal properties of thermoplastic polyurethane[J]. China Plastics, 2024, 38(5): 33-39.

图/表 14

图1 8185RV结构式

Fig.1 Structural formula of 8185RV

图2 淬火处理后TPU标准样1的TG及DTG曲线

Fig.2 TG and DTG curve of TPU standard sample 1 after quenching treatment

图3 淬火处理后TPU标准样1的DSC测试结果

Fig.3 DSC test results of TPU standard sample 1 after quenching treatment

图4 淬火处理后TPU标准样1的mDSC测试结果

Fig.4 mDSC test results of TPU standard sample 1 after quenching treatment

图5 退火后TPU标准样2的TG及DTG曲线

Fig.5 TG and DTG curve of TPU standard sample 2 after annealing

图6 退火后标准样2的DSC测试结果

Fig.6 DSC test results of standard sample 2 after annealing

图7 退火后TPU标准样2的mDSC测试结果

Fig.7 mDSC test results of TPU standard sample 2 after annealing

图8 喷气燃料处理不同时间TPU的TG和DTG曲线

Fig.8 TG and DTG curves of TPU treated with jet fuel for different time

图9 航空煤油处理不同时间TPU的DSC测试结果

Fig.9 DSC test results of TPU treated with jet fuel for different time

图10 航空煤油处理不同时间TPU的mDSC测试结果

Fig.10 mDSC test results of TPU treated with jet fuel for different time

图11 紫外老化6 h TPU的TG及DTG曲线

Fig.11 TG and DTG curves of TPU aged for 6 h under UV irradiation

图12 紫外老化6 h的TPU的mDSC测试结果

Fig.12 mDSC test results of TPU after UV aged for 6 h

图13 老化样品分子量分布

Fig.13 Molecular weight distribution of the aged samples

样品	重均分子量	数均分子量	分散性系数
标准样2	110 900	76 899	1.44
未经喷气燃料处理老化6 h	105 244	63 704	1.65
喷气燃料处理老化6 h	103 170	45 803	2.25

表1 老化样品分子量

Tab.1 Molecular weight of the aged samples

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Effect of jet fuel on thermal properties of thermoplastic polyurethane

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