摘要：以端羟基聚环氧氯丙烷为原料，采用半预聚体制备聚氨酯弹性体；对端羟基聚环氧氯丙烷和聚氨酯弹性体的阻尼性能进行了表征，并研究了半预聚体中—NCO的的质量分数、弹性体中硬段的质量分数、异氰酸酯的种类和聚醚的相对分子质量对聚氨酯弹性体阻尼性能的影响。结果表明：聚氨酯弹性体具有良好的阻尼性能，降低半预聚体中—NCO的质量分数、弹性体中硬段的质量分数、端羟基聚环氧氯丙烷的相对分子质量和使用异氰酸酯 TDI－80可以提高聚氨酯弹性体的阻尼性能。
关键词：减震降噪；用聚氨酯；弹性体材料；性能
引言
目前常用的隔震材料是橡胶阻尼材料，但其弹性、阻尼特性易受环境温度的影响，散热系数小，在交变载荷作用下容易发热产生热应力疲劳、老化现象，引起弹性阻尼特性的退化。用作隔离舰船设备震动、冲击及降低结构噪声的弹性体隔震器不仅要有优良的弹性和吸震、吸声性能，还应有优良的耐水性、承载性。聚氨酯弹性体是由低聚物多元醇、多异氰酸酯和扩链剂加成聚合而成的，分子中含有多个氨基甲酸酯的高聚物。聚氨酯大分子链上由于含有大量极性基团（如酯基、醚基、氨基甲酸酯基、脲基以及缩二脲基及脲基甲酸酯基等）而具有很强的分子间作用力和氢键，从而赋予弹性体许多优良的性能。
1.聚氨酯弹性体的合成
1.1端羟基聚环氧氯丙烷的制备
在耐压反应釜中加入起始剂双酚 A，催化剂双金属氰化物DMC，在130℃左右催化环氧氯丙烷（ECH）反应。当反应釜内压力不再下降时表明反应达到终点。在合成过程中通过调整 ECH的加入量得到不同相对分子质量的端羟基聚环氧氯丙烷。
1.2预聚体的制备
将计量的端羟基聚环氧氯丙烷加入装有搅拌桨、温度计和恒压漏斗的三口烧瓶中，搅拌，并加热到110℃，真空处理2h，脱除易挥发性组分及水分，然后冷却至60℃，加入计量的异氰酸酯４，４′－MDI，再升温至75～80℃，反应2-3ｈ。反应过程中取样测试—NCO的质量分数，达到设定值后停止反应，将产物密封贮存，备用。预聚体中— NCO的质量分数按 HGT2409--1992测定。
1.3聚氨酯弹性体的合成
（1）A组分的制备将一定量的端羟基聚环氧氯丙烷和扩链剂加入装有搅拌桨和温度计的三口烧瓶中，搅拌，加热至110 ℃，真空处理2h后，加入一定量催化剂T－ 12，75～80 ℃下搅拌均匀，真空脱除气泡，密封贮存，备用。
（2）B组分 聚环氧氯丙烷预聚体在室温下，将预热好的 A、B组分按一定配比加到不锈钢杯中，用电动搅拌机搅拌均匀后，快速倒入预热好的模具中，然后置于 100℃ 的烘箱内熟化24h，在室温下自然熟化一周，测试其相关性能。
1.4 弹性体阻尼性能评价
采用德国BRUKER公司的VERTEX70型FT －IR 仪，对合成的端羟基聚环氧氯丙烷表征；在NETZSCH动态热机械分析仪DMA242上进行动态热机械力学分析（DMA），氮气气氛下，外加 频 率 1HZ，升 温 速 率3 ℃ ／min，温 度 范 围－60～80℃。
2.结果与讨论
2.1力学性能
在预聚中间体组成为 PTMG/MDI（NCO 质量分数为 15% ～ 20%）、扩链剂组分为 PTMG/BDO的条件下，通过调节 PTMG/BDO 的平均分子量，可合成出一系列聚氨酯弹性体，其力学性能见表1。
2.3聚环氧氯丙烷的相对分子质量对PU阻尼性能的影响
聚环氧氯丙烷的相对分子质量对聚氨酯弹性体的tanδ影响。由图６可见：随着聚醚的相对分子质量增加，聚氨酯弹性体材料的玻璃化转变温度逐渐降低，玻璃化转变温域向低温方向延伸，有效阻尼温域也向低温方向移动，tanδ 的峰值逐渐减小。这是由于聚醚的相对分子质量的改变导致聚氨酯分子链中不同基团的质量分数，以及其间的相互作用发生变化的结果。聚醚的结构单元相同，随着聚醚的相对分子质量增加，分子链变长，分子链柔顺性增加，在合成的聚氨酯弹性体材料中软段区中混入的硬段的质量分数就会减少，软硬段各自排列形成其微相结晶区，氨基甲酸酯基团与醚键之间的氢键密度降低，分子链运动就会变得相对容易，内摩擦阻力减小，力学损耗减小，因此，玻璃化转变温度逐渐降低，tanδ 逐渐减小。当聚醚的相对分子质量较低时，聚氨酯分子结构中硬段的质量分数相对较高，硬段对软段的束缚能力较强，软段的柔顺性相对较差，使其发生分子链相对运动的温度也就升高，因此，玻璃化转变温度较高，有效阻尼温域也较宽，随着聚环氧氯丙烷的相对分子质量增加，分子链的柔顺性增加，硬段对软段的束缚能力降低，因此，材料的玻璃化转变温度也会降低，有效阻尼温域向低温方向移动。
3.结束语
以端羟基聚环氧氯丙烷为原料合成的聚氨酯弹性体材料具有良好的阻尼性能。在一定范围内提高端羟基聚环氧氯丙烷的相对分子质量，聚氨酯弹性体的有效阻尼温域向低温方向移动，玻璃化转变温度下降，弹性体的阻尼性能也下降。
参考文献：
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论文作者:陈成1,刘克难2
论文发表刊物:《基层建设》2018年第2期
论文发表时间:2018/5/16
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