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聚氨酯微孔彈性體的擴鏈劑
| 來源：邵君( 先生，國內國際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時間：2018-2-18 14:32:55 |
以液化MDI(MDI-100LL)、聚合物多元醇、聚醚多元醇、聚氨酯微孔彈性體的擴鏈劑和水為原料，采用預聚法制備了動靜剛度比較低的可應用于高速鐵路的聚氨酯微孔彈性體，并對影響其動靜剛度比的主要因素進行了研究。
當NCO質量分數(shù)為6%～7%，水作發(fā)泡劑，采用聚氨酯微孔彈性體的擴鏈劑，適當加入10份的聚合物多元醇，聚氨酯微孔彈性體的動靜剛度比為1.24，適用于高速鐵路微孔墊層。
高速鐵路沒有道砟提供鋼軌與路基間的緩沖，為減小動車組通過時無砟軌道剛性結構混凝土軌道板對鋼軌的反沖擊以及降低對沿線環(huán)境造成的噪音污染，普遍在鋼軌扣件上使用了微孔墊層。為保證微孔墊層有良好的緩沖減震效果，各國高速鐵路相關技術條件中均規(guī)定其應有較低的動靜剛度比ξ，目前多數(shù)國家的高速鐵路要求其值小于1.35。
微孔墊層一般可采用聚氨酯微孔彈性體 (PUME)，其性能介于塑料和橡膠之間，具有良好的吸收沖擊性和耐久性。近年來，國外開發(fā)出了水發(fā)泡的4，4'-二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)高性能聚醚型PUME被大量應用于高速鐵路的微孔墊層。
鑒于此，本實驗研究探討了以液化MDI為原料，水作為發(fā)泡劑的PUME材料的動靜剛度比，并通過改變發(fā)泡劑用量，聚氨酯微孔彈性體的擴鏈劑和聚合物多元醇發(fā)現(xiàn)，當NCO質量分數(shù)為6%～7%，采 用BDO和GE-303聚氨酯微孔彈性體的擴鏈劑時，適當加入10份的聚合物多元醇，聚氨酯微孔彈性體的動靜剛 度比可下降到1.24，適用于高速鐵路微孔墊層。
主要原料 液化MDI(MDI-100LL)，工業(yè)級;GEP-330N(羥值33～37mgKOH/g，f=3)、GE-303(羥值445～515mgKOH/g，f=3)，工業(yè)級;1，4-丁二醇(BDO)，分析純;胺類催化劑，自制復配;聚醚多元醇D(羥值107～117mgKOH/g，f=2)、聚合物多元醇(羥值19～23mgKOH/g，固體質量分數(shù)38%～42%，水分≤0.05%，酸值≤0.05mgKOH/g，粘度4000～7000mPa·s)，工業(yè)級，市售;勻泡劑AK-8804，工業(yè)級。
主要實驗設備：MTS材料試驗機，LandMark250KN型;高速攪拌機，DispermatD-51580;電子萬能試驗機，DXLL-100;邵A硬度計。
間苯二酚二(2-羥乙基)醚(芳香族二醇擴鏈劑HER)-固體
產(chǎn)品應用：HER 是一種對稱的芳香族二醇擴鏈劑，它與MDI有著良好的配伍性。廣泛應用于混煉型、澆注型、熱塑型的PU彈性體制品。這種材料已經(jīng)被證實能夠較大限度地維持彈性體的持久性、彈性和可塑性，并把收縮性限制到較小，沒有污染。同時，該材料除具有芳香族擴鏈的優(yōu)點外，還避免了HQEE在稍微降溫情況下迅速結晶現(xiàn)象的不足，提供了更好的可塑性、撕裂強度、初始強度、邵氏硬度、壓縮變形、斷裂變形以及低收縮性、抗切割、柔韌性好、防滲透性、熔點低、操作方便等特殊優(yōu)點。如鑄輪、密封件、壓制墊、非粘結合輪胎、泥漿管內襯、滑板輪、鞋部件、飲料容器、氨綸以及軟質和硬質包裝材料等。
包裝儲運：紙板桶，內襯黑色塑料袋；20公斤裝。
預聚體制備。取一定量MDI-100LL與脫水后的聚醚多元醇D，在氮氣保護下加入三口燒瓶中，在80℃左右反應4h，制備了NCO質量分數(shù)為6%～7%的PU預聚體，即A組分，然后真空脫除氣泡，自然降溫后，密封保存。
微孔彈性體制備。將已脫水的聚醚多元醇D、 GEP-330N、BDO、GE-303、聚合物多元醇以及催化劑、AK-8804和水等，按照一定比例和順序加入到塑料燒杯中，作為B組分。將準確稱取的A組分加入B組分中，快速攪拌30～40s后澆入已預熱至(70±2)℃的不銹鋼模具中并快速合模。在(70±2)℃的烘箱中放置20min后脫模，取出材料，室溫放置7d后，檢測性能。模具尺寸為289mm×151mm×12mm。
試樣性能 拉伸強度、斷裂伸長率均按GB/T528—2009測試;邵A硬度按GB/T531—1999測試。 動靜剛度比測試方法如下: (a)靜剛度測試方法:以(2×103～3×103)N/s 的速度均勻加壓力載荷，加至F1=20×103 N和 F2=70×103N，各停留1min，記錄樣品的位移D1、D2。
(b)動剛度測試方法:施加周期載荷(20×103～70×103)N，加載頻率(4±1)Hz，荷載循環(huán)1000次，在最后的100次荷載循環(huán)中，記錄10個循環(huán)的實際 施加荷載F3i、 F4i和位移D3i、D4i。計算F3i、F4i、D3i、D4i的平均值，分別記為F3、 F4、D3、D4。
(c)動靜剛度比ξ是指動剛度與靜剛度之比。
水對PUME動靜剛度比的影響水作為PUME的發(fā)泡劑，與異氰酸酯反應生成 CO2使彈性體產(chǎn)生微孔氣泡，因此水參與反應的量不能太少，否則材料很難產(chǎn)生足夠的氣孔來保證彈性需要。而參與反應的水量也不能過多，材料發(fā)泡倍率高，空氣和氣泡壁的摩擦會引起能量損耗，使部分機械能轉化為熱能，宏觀表現(xiàn)為動靜剛度比增大，且實驗測得材料靜剛度偏低，達不到(22±2)kN/mm的技術要求。
文章版權：張家港雅瑞化工有限公司
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