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研究生:俞景哲
研究生(外文):YU,JING-ZHE
論文名稱:聚氨基甲酸酯彈性體之相分離及相轉換現象之探討
論文名稱(外文):The inverstigation phase separation and phase inversion in polyurethane elastomers
指導教授:許克瀛
指導教授(外文):XU,KE-YING
學位類別:碩士
校院名稱:中原大學
系所名稱:化學工程研究所
學門:工程學門
學類:化學工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:1991
畢業學年度:78
語文別:中文
論文頁數:73
中文關鍵詞:軟段硬段相分離相轉換聚丙二醇抗拉強度楊氏模數
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相分離及相轉換二種現象,對PU彈性體成品之物性有極重要之影響。在本文中應用了
微分掃描熱卡計(DSC) 動態一機械分析儀(DMA) 及拉力實驗之測試結果,來分析探討
二系列不黃變PU成品中所出現之相分離及相轉換現象,並討論其對成品之物性影響。
此二系列PU成品分別以二種不同分子量之聚丙二醇(DL-1000, Mn=974 g/mole)及DL-
2000, Mn=2.038g/mole) 為軟段組成成份,硬段則由異佛爾酮二異氰酸鹽(IPDI)與1,
4-丁二醇(1,4-BDO) 所組成,每系列成品中包含五組成品,其硬段含量分別為0(均聚
合物) 20%, 40%, 60% 及80wt%(共聚合物 ),並且所有成品之[MCO]/[OH]=1.03 。
自DSC 及DMA 測試結果中,顯示所有含有硬段組成之鏈段PU共聚物, 均含有二個玻璃
轉移溫度Tg(S) 及Tg(H) 且無Tm顯示, 所以它們均為含二相不定形態結構的組成, 且
不含結晶。DSC 測試結果中, 每單位重量樣品熱容量在Tg(S) 及Tg(H) 處變化量,
Cp/m, 可知DL-2000 系列PU成品較相同硬段含量之DL-1000 系列PU成品的相分離程度
分別在軟段及硬段之不定形態處高出約50% 及20% 。軟段與硬段之間的相分離程度,
對於成品之機械性質有決定性的影響。由DMA 測試結果中之E'(-30)/E'(+65) 比值,
得知此二系列產品在一般使用溫度範圍下的熱安定性, 隨著硬段含量增加而變佳, 且
DL-2000 系列PU成品因為有較佳之相分離程度, 故有較佳之熱安定性。
由拉力實驗中利用抗拉強度及楊氏模數對硬段含量作圖,可知此二系列PU成品在硬段
含量約50wt% ,有結構形態上相轉換現象發生;即成品由軟段不定形之連續相轉換成
硬段玻璃態之連續相的結構,而產品之性質也由橡膠態彈性體轉換為硬脆性之塑膠。
拉力實驗結果中,顯示此二系列PU產品隨著硬段含量改變其物性分佈非常廣泛( 由軟
韌型橡膠型產品、高延伸率彈性體型產品至硬脆型塑膠型產品) 。可知只須改變三個
基本組成成份含量,即可製成各種不同機械性質之PU成品,顯示此PU成品為一可裁製
聚合物。
綜合以上可以以DL-2000 為原料之PU系列成品,因其分子量較高所製出之成品在相同
之硬段含量時較DL-1000 為原料之成品具有較低之Tg(S) 、較高之相分離程度及較低
之E(-30)/E(+65) 比值,且兩系列產品在硬段含量45%∼55%之間均有相轉換現象發生


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