【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及彈性體材料，尤其涉及一種聚氨酯彈性體及其制備方法和應(yīng)用。
技術(shù)介紹
1、聚氨酯是一種高分子材料，其具有優(yōu)異的機(jī)械性能、耐介質(zhì)與自潤(rùn)滑性能，被廣泛用于密封材料、水潤(rùn)滑軸承等領(lǐng)域。聚氨酯主要由異氰酸酯和多元醇通過縮聚反應(yīng)制成，其分子結(jié)構(gòu)包括硬段和軟段，硬段提供強(qiáng)度和硬度，軟段則賦予材料彈性和韌性。高韌性的聚氨酯通常具有高流動(dòng)性的軟段，這使得其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度較低，限制了它們?cè)跓嵴T導(dǎo)形狀記憶材料中的應(yīng)用。
2、因此，如何在實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度和高韌性的同時(shí)，提高聚氨酯的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，仍然是本領(lǐng)域亟待解決的難題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、有鑒于此，本專利技術(shù)提供了一種聚氨酯彈性體及其制備方法和應(yīng)用。本專利技術(shù)提供的聚氨酯彈性體具有優(yōu)異的力學(xué)性能，較高的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度和優(yōu)異的形狀記憶性能，可用于復(fù)雜環(huán)境；進(jìn)一步的，本專利技術(shù)還在聚氨酯中引入eu3+，能夠進(jìn)一步提高形狀記憶性能，同時(shí)使所得聚氨酯彈性體具備熒光性能。
2、為了實(shí)現(xiàn)上述專利技術(shù)目的，本專利技術(shù)提供以下技術(shù)方案：
3、一種聚氨酯彈性體，包括以下物質(zhì)的量份數(shù)的制備原料：聚四氫呋喃10～20份，甲苯二異氰酸酯20～30份，擴(kuò)鏈劑1～9份；所述擴(kuò)鏈劑為聚酰胺酸；所述聚酰胺酸的制備原料包括2,2-雙(4-氨基苯基)六氟丙烷和4,4’-(六氟異丙烯)二肽酸酐。
4、優(yōu)選的，所述聚酰胺酸的重均分子量為4227～8120。
5、優(yōu)選的，所述聚酰胺酸以含聚酰胺酸的溶液的形式使用，所述含聚酰胺
6、優(yōu)選的，以物質(zhì)的量份數(shù)計(jì)，所述聚氨酯彈性體的制備原料還包括硝酸銪1～5份。
7、本專利技術(shù)還提供了上述方案所述聚氨酯彈性體的制備方法，包括以下步驟：
8、將聚四氫呋喃、甲苯二異氰酸酯和極性溶劑混合進(jìn)行預(yù)聚反應(yīng)，得到異氰酸酯封端的預(yù)聚物；
9、將所述異氰酸酯封端的預(yù)聚物、聚酰胺酸和催化劑混合進(jìn)行聚合反應(yīng)，將所得聚合反應(yīng)液澆注后進(jìn)行除溶劑，得到所述聚氨酯彈性體。
10、優(yōu)選的，所述預(yù)聚反應(yīng)的溫度為70～90℃，反應(yīng)時(shí)間為1～2h；所述聚合反應(yīng)的溫度為70～90℃，反應(yīng)時(shí)間為3～8h。
11、優(yōu)選的，當(dāng)所述聚氨酯彈性體的制備原料還包括硝酸銪時(shí)，還包括將所述聚合反應(yīng)液和硝酸銪溶液混合，再將所得混合液進(jìn)行澆注。
12、優(yōu)選的，所述除溶劑的溫度為70～90℃，時(shí)間為30～50h。
13、本專利技術(shù)還提供了上述方案所述的聚氨酯彈性體或上述方案所述制備方法制備的聚氨酯彈性體(不包括eu3+)在形狀記憶材料中的應(yīng)用。
14、本專利技術(shù)還提供了上述方案所述的聚氨酯彈性體或上述方案所述制備方法制備的聚氨酯彈性體(包括eu3+)在形狀記憶材料或防偽涂層中的應(yīng)用。
15、本專利技術(shù)提供了一種聚氨酯彈性體，包括以下物質(zhì)的量份數(shù)的制備原料：聚四氫呋喃10～20份，甲苯二異氰酸酯20～30份，擴(kuò)鏈劑1～9份；所述擴(kuò)鏈劑為聚酰胺酸；所述聚酰胺酸的制備原料包括2,2-雙(4-氨基苯基)六氟丙烷和4,4’-(六氟異丙烯)二肽酸酐。本專利技術(shù)將剛性的聚酰胺酸鏈段引入聚氨酯基體中，利用剛性鏈段及其形成π-π共軛的傾向使聚氨酯表現(xiàn)出更高密度的氫鍵，實(shí)現(xiàn)力學(xué)性能的增強(qiáng)，使其具備優(yōu)異的拉伸強(qiáng)度與韌性；同時(shí)，利用聚氨酯的氫鍵網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)使其可以在較高的溫度下展現(xiàn)優(yōu)異的形狀記憶性能。綜上，本專利技術(shù)提供的聚氨酯彈性體具有優(yōu)異的形狀記憶性能，優(yōu)異的力學(xué)性能以及較高的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，可用于復(fù)雜環(huán)境，為開發(fā)高性能形狀記憶聚氨酯提供了一種新的策略。
16、進(jìn)一步的，本專利技術(shù)提供的聚氨酯彈性體的制備原料還包括硝酸銪1～5份。本專利技術(shù)引入eu3+，將其和聚氨酯基體中的-cooh進(jìn)行配位，利用配位鍵的高鍵能增強(qiáng)了聚氨酯的交聯(lián)密度，從而進(jìn)一步提高聚氨酯彈性體的形狀記憶性能，表現(xiàn)出更高的形狀固定率和回復(fù)率；同時(shí)eu3+的引入還使聚氨酯彈性體表現(xiàn)出熒光特性，可在紫外線下觀察形狀記憶過程，這種獨(dú)特的性能使該材料在防偽涂層等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。
17、本專利技術(shù)還提供了上述方案所述聚氨酯彈性體的制備方法，本專利技術(shù)提供的制備方法原料易得，操作簡(jiǎn)便。有望實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。
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1.一種聚氨酯彈性體，其特征在于，包括以下物質(zhì)的量份數(shù)的制備原料：聚四氫呋喃10～20份，甲苯二異氰酸酯20～30份，擴(kuò)鏈劑1～9份；所述擴(kuò)鏈劑為聚酰胺酸；所述聚酰胺酸的制備原料包括2,2-雙(4-氨基苯基)六氟丙烷和4,4’-(六氟異丙烯)二肽酸酐。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚氨酯彈性體，其特征在于，所述聚酰胺酸的重均分子量為4227～8120。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚氨酯彈性體，其特征在于，所述聚酰胺酸以含聚酰胺酸的溶液的形式使用，所述含聚酰胺酸的溶液的制備方法包括：將2,2-雙(4-氨基苯基)六氟丙烷、4,4’-(六氟異丙烯)二肽酸酐和極性溶劑混合進(jìn)行聚合反應(yīng)，得到含聚酰胺酸的溶液；所述聚合反應(yīng)的溫度為0℃，反應(yīng)時(shí)間為12～24h；所述2,2-雙(4-氨基苯基)六氟丙烷和4,4’-(六氟異丙烯)二肽酸酐的摩爾比為1.1～1.2:1。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚氨酯彈性體，其特征在于，以物質(zhì)的量份數(shù)計(jì)，所述聚氨酯彈性體的制備原料還包括硝酸銪1～5份。
5.權(quán)利要求1～3任意一項(xiàng)所述聚氨酯彈性體的制備方法，其特征在于，包括以下
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述預(yù)聚反應(yīng)的溫度為70～90℃，反應(yīng)時(shí)間為1～2h；所述聚合反應(yīng)的溫度為70～90℃，反應(yīng)時(shí)間為3～8h。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，當(dāng)所述聚氨酯彈性體的制備原料還包括硝酸銪時(shí)，還包括將所述聚合反應(yīng)液和硝酸銪溶液混合，再將所得混合液進(jìn)行澆注。
8.根據(jù)權(quán)利要求5或7所述的制備方法，其特征在于，所述除溶劑的溫度為70～90℃，時(shí)間為30～50h。
9.權(quán)利要求1～3任意一項(xiàng)所述的聚氨酯彈性體或權(quán)利要求5、6、8任意一項(xiàng)所述制備方法制備的聚氨酯彈性體在形狀記憶材料中的應(yīng)用。
10.權(quán)利要求4所述的聚氨酯彈性體或權(quán)利要求7或8所述制備方法制備的聚氨酯彈性體在形狀記憶材料或防偽涂層中的應(yīng)用。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種聚氨酯彈性體，其特征在于，包括以下物質(zhì)的量份數(shù)的制備原料：聚四氫呋喃10～20份，甲苯二異氰酸酯20～30份，擴(kuò)鏈劑1～9份；所述擴(kuò)鏈劑為聚酰胺酸；所述聚酰胺酸的制備原料包括2,2-雙(4-氨基苯基)六氟丙烷和4,4’-(六氟異丙烯)二肽酸酐。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚氨酯彈性體，其特征在于，所述聚酰胺酸的重均分子量為4227～8120。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚氨酯彈性體，其特征在于，所述聚酰胺酸以含聚酰胺酸的溶液的形式使用，所述含聚酰胺酸的溶液的制備方法包括：將2,2-雙(4-氨基苯基)六氟丙烷、4,4’-(六氟異丙烯)二肽酸酐和極性溶劑混合進(jìn)行聚合反應(yīng)，得到含聚酰胺酸的溶液；所述聚合反應(yīng)的溫度為0℃，反應(yīng)時(shí)間為12～24h；所述2,2-雙(4-氨基苯基)六氟丙烷和4,4’-(六氟異丙烯)二肽酸酐的摩爾比為1.1～1.2:1。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚氨酯彈性體，其特征在于，以物質(zhì)的量份數(shù)計(jì)，所...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張耀明，周凱，王齊華，陳守兵，張新瑞，王廷梅，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所，
類型：發(fā)明
國別省市：
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