微孔聚氨酯彈性體擴鏈劑
以液化MDI(MDI-100LL)、聚合物多元醇、聚醚多元醇、微孔聚氨酯彈性體擴鏈劑和水為原料,采用預聚法制備了動(dòng)靜剛度比較低的可應用于高速鐵路的聚氨酯微孔彈性體,并對微孔聚氨酯彈性體擴鏈劑影響其動(dòng)靜剛度比的主要因素進(jìn)行了研究。
當NCO質(zhì)量分數為6%~7%,水作發(fā)泡劑,采用微孔聚氨酯彈性體擴鏈劑,適當加入10份的聚合物多元醇,聚氨酯微孔彈性體的動(dòng)靜剛度比為1.24,適用于高速鐵路微孔墊層。
高速鐵路沒(méi)有道砟提供鋼軌與路基間的緩沖,為減小動(dòng)車(chē)組通過(guò)時(shí)無(wú)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(xiàn)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(guān)技術(shù)條件中均規定其應有較低的動(dòng)靜剛度比ξ,目前多數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(lái),國外開(kāi)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(shí)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(dòng)靜剛度比,并通過(guò)改變發(fā)泡劑用量,微孔聚氨酯彈性體擴鏈劑和聚合物多元醇發(fā)現,當NCO質(zhì)量分數為6%~7%,采 用BDO和GE-303微孔聚氨酯彈性體擴鏈劑時(shí),適當加入10份的聚合物多元醇,聚氨酯微孔彈性體的動(dòng)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(lèi)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(zhì)量分數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。
4,4'-亞甲基雙(2-甲基-6-乙基苯胺),擴鏈劑固化劑MMEA應用:聚氨酯彈性體、聚脲樹(shù)脂固化劑及環(huán)氧樹(shù)脂固化劑.
包裝: 25kg/桶
4,4'-亞甲基雙(2-甲基-6-乙基苯胺),擴鏈劑固化劑MMEA特性:
分子量:282.4231
密度:1.039g/cm3
熔點(diǎn):85 °C
沸點(diǎn):443.1°C at 760 mmHg
主要實(shí)驗設備:MTS材料試驗機,LandMark250KN型;高速攪拌機,DispermatD-51580;電子萬(wàn)能試驗機,DXLL-100;邵A硬度計。
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(zhì)量分數為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(chēng)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(cháng)率均按GB/T528—2009測試;邵A硬度按GB/T531—1999測試。 動(dòng)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(dòng)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(gè)循環(huán)的實(shí)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(dòng)靜剛度比ξ是指動(dòng)剛度與靜剛度之比。水對PUME動(dòng)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(lái)保證彈性需要。而參與反應的水量也不能過(guò)多,材料發(fā)泡倍率高,空氣和氣泡壁的摩擦會(huì )引起能量損耗,使部分機械能轉化為熱能,宏觀(guān)表現為動(dòng)靜剛度比增大,且實(shí)驗測得材料靜剛度偏低,達不到(22±2)kN/mm的技術(shù)要求。
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