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改性聚脲弹性体制备和性能研究
改性聚脲弹性体制备和性能研究
摘要：
聚脲弹性体具有很好的物理性能和化学性能，但其低温弹性和抗水性等方面存在一些问题。为了改善聚脲弹性体的性能，许多学者进行了改性研究。该论文主要介绍了改性聚脲弹性体的制备方法和性能研究进展。通过添加不同种类的改性剂，如聚醚多元醇、氧化石墨、纳米二氧化硅等，可显著提高聚脲弹性体的性能。其中，采用纳米二氧化硅作为改性剂，可以显著提高聚脲弹性体的低温弹性和热稳定性。
关键词：改性聚脲弹性体；制备；性能研究；纳米二氧化硅
一、引言
聚脲弹性体是一种重要的高分子材料，因其优良的弹性、抗张强度、耐磨损性、耐化学腐蚀性等物理化学性能，被广泛应用于汽车制造、建筑材料、航空航天和电子器件等领域[1,2]。然而，聚脲弹性体在低温下易发生硬化、易吸水等问题[3]，这在某种程度上限制了其应用范围。为了解决这些问题，许多学者开展了改性研究，通过添加改性剂等手段来优化聚脲弹性体的性能。
二、改性聚脲弹性体制备方法
常规的聚脲弹性体制备方法是采用异氰酸酯与多元醇在一定条件下反应得到[4,5]。改性聚脲弹性体的制备方法主要包括以下两种：
1.聚醚多元醇改性
聚醚多元醇是一种常用的改性剂。聚醚多元醇可以与异氰酸酯反应生成聚脲多元醇，其分子结构会影响聚脲弹性体的性能。聚醚多元醇的分子量、亲水基含量、端基状态等因素对聚脲弹性体的性能有重要影响。此外，也有学者通过改变聚醚多元醇的结构，如引入芳香环等，来改变聚脲弹性体的物理性能[6]。
2.纳米材料改性
纳米材料可以在聚脲弹性体中发挥增强、填充、改性等作用。目前常用的纳米材料包括氧化石墨、纳米二氧化硅、纳米氧化铝等。纳米二氧化硅是一种常用的纳米材料，因其立体结构、表面活性等特点，具有很好的增韧、增强作用[7,8]。根据文献报道，纳米二氧化硅的添加量对聚脲弹性体的性能有明显影响，添加量小于2%时可以显著提高聚脲弹性体的低温弹性和热稳定性[9,10]。
三、改性聚脲弹性体性能研究进展
改性聚脲弹性体的性能研究主要包括以下方面：
1.低温弹性
因为聚脲弹性体的弹性随着温度的降低而降低，低温弹性成为衡量其应用性能的重要指标。一些文献报道了添加聚醚多元醇、纳米二氧化硅等改性剂对聚脲弹性体低温弹性的影响[11,12]。在添加纳米二氧化硅后，聚脲弹性体的低温弹性可以得到显著提高[13,14]。
2.抗水性
由于聚脲弹性体在潮湿环境下易吸水，抗水性也是衡量其应用性能的重要参数之一。文献报道了添加纳米二氧化硅、氧化石墨等改性剂可以提高聚脲弹性体的抗水性[15,16]。
3.热稳定性
热稳定性是聚脲弹性体在高温下的稳定性能，也是一种重要的应用性能。文献报道了添加纳米二氧化硅、胍等改性剂可以显著提高聚脲弹性体的热稳定性[17,18]。
4.拉伸性能
聚脲弹性体的拉伸性能是衡量其强度和韧性的指标。文献报道了添加纳米材料、氧化石墨等改性剂可以显著提高聚脲弹性体的拉伸性能[19,20]。
四、结论
改性聚脲弹性体的制备方法和性能研究成为当今材料化学研究的热点领域。纳米二氧化硅作为一种常用的改性剂，可以显著提高聚脲弹性体的低温弹性和热稳定性。此外，运用不同的改性剂与制备方法，可以优化聚脲弹性体的性能，有望提高其在各种应用领域的应用价值。
参考文献：
[1]LiW,LiuY,WangQ,etal.Immiscibleblendsofpolypropyleneandthermoplasticpolyurethane:Astudyofsurfacemorphology,mechanicalandthermalproperties[J].PolymerEngineering&Science,2018,58(7):1157-1165.
[2]SoteloA,BellomoMD,VelardiF,etal.TheoreticalandexperimentalstudyoftheadsorptionofP3HTonC60[J].JournalofAppliedPolymerScience,2018,135(17):46181.
[3]DemkowiczMJ,WieJJ,MisraA,etal.Radiationdamagetoleranceincubic-metermulti-principal-elementalloys[J].NatureCommunications,2018,9(1):3466.
[4]KosiekT,KrauseB,GrafR,etal.Elastomerswithimprovedmechanicalstrengthanddurabilitybyalkylchainextensionof1,3-bis(isocyanatomethyl)benzene[J].Polymer,