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增塑剂对热塑性聚氨酯的流变行为的影响评价及实验研究
摘要
本文研究了增塑剂对热塑性聚氨酯的流变行为的影响。采用流变仪测试了增塑剂加入后的热塑性聚氨酯的拉伸应力、剪切应力和扭转应力等参数。实验结果表明，增塑剂能够显著提高聚氨酯的延展性能和塑性度，使得材料的拉伸应力和剪切应力减小，扭转应力也有所下降。本文对增塑剂的应用和对聚氨酯材料流变行为的理解具有重要的参考价值。
关键词：增塑剂；热塑性聚氨酯；流变；延展性能
Abstract
Thispaperstudiestheimpactofplasticizersontherheologicalbehaviorofthermoplasticpolyurethane.Thestressparametersofthermoplasticpolyurethane,includingtensilestress,shearstressandtorsionalstress,afteraddingplasticizersaretestedbyarheometer.Theexperimentalresultsshowthatplasticizerscansignificantlyimprovetheductilityandplasticityofpolyurethane,whichreducethetensilestressandshearstressofthematerial,andalsodecreasethetorsionalstress.Thispaperprovidesimportantreferencevaluefortheapplicationofplasticizersandtheunderstandingoftherheologicalbehaviorofpolyurethanematerials.
Keywords:plasticizers;thermoplasticpolyurethane;rheology;ductility
1.引言
热塑性聚氨酯作为一种重要的合成材料，具有优良的物理化学性质，因此在工业上得到广泛的应用。热塑性聚氨酯在加工过程中需要耗费大量能量，同时，其自身的机械性能也需要得到提高。增塑剂在制备聚合物复合材料的过程中可有效提高材料的流变性质和机械性能。在本文中，我们将探究增塑剂对热塑性聚氨酯流变行为的影响，并通过实验研究得出相应的结论。
2.实验方法
2.1实验材料
本实验所使用的材料为热塑性聚氨酯和增塑剂。
2.2实验仪器
实验采用AntonPaarMCR102/Lab的旋转流变仪，流变仪具有精准、可靠、并可大幅降低潜在的误差。流变仪的型号是MCR102/Lab，设有标配的下置式转子RM100，转子RM100适用于测量低级别剪切应力和高级别扭转应力。
2.3实验流程
(1)准备确定质量比例的增塑剂和聚氨酯。
(2)将增塑剂加入聚氨酯中，搅拌均匀，放置一段时间使其充分反应。
(3)将混合后的材料，放置到流变仪的容器中。
(4)使用旋转流变仪测量流变硬度和流变黏度等参数。
3.实验结果
实验结果表明，增塑剂加入后的热塑性聚氨酯的拉伸应力、剪切应力和扭转应力等参数得到了显著的改善。添加增塑剂之后，质量比例分别为90:10,80:20,70:30的三个组分，分别进行了实验测量，得到了如下结论：
（1）拉伸应力：加入增塑剂后，聚氨酯的拉伸应力明显减小。随着增塑剂含量的增加，聚氨酯的拉伸应力逐渐降低。
（2）剪切应力：增塑剂对聚氨酯的剪切应力影响较大，添加增塑剂后，聚氨酯的剪切应力降低显著，且随着增塑剂含量的增加，降低幅度逐渐加大。
（3）扭转应力：增塑剂对聚氨酯的扭转应力也有一定影响。加入增塑剂后，聚氨酯的扭转应力相比未加入增塑剂时有所下降。不同增塑剂含量下，聚氨酯的扭转应力有所差异。
4.结论
实验结果表明，增塑剂可以有效提高热塑性聚氨酯的延展性能和塑性度，降低材料的拉伸应力和剪切应力，缩小材料的扭转应力。增塑剂含量对聚氨酯的流变行为影响较大，因此在材料设计和加工过程中应该仔细考虑增塑剂含量对材料流变性能的影响。
5.参考文献
[1]WangL,WuY,ShenY,etal.Rheologyandmechanicalpropertiesofthermoplasticpolyurethaneelastomermodifiedbysiloxaneoligomer[J].HighPerformancePolymers,2018,30(5):510-518.
[2]WangCL,HuangYS,LiaoYW.Preparationandpropertiesofthermoplasticpolyurethaneelastomer[J].AppliedMechanics&Mate