高弹性TPU

共混工艺对TPU／PVA共混物力学性能的影响

     热塑性聚酯型聚氨酯(TPU)是一种含有氨基甲酸酯官能团(一NHcOO一)的线型聚合物。TPu分子链由软段和硬段组成，硬段是由短链二醇和二异氰酸酯反应生成的氨基甲酸酯构成的，软段是由长链多元醇和二异氰酸酯反应生成的橡胶状氨基甲酸酯构成的。国内外对TPU共混的研究包括聚甲醛⋯、聚乳酸 J、聚偏氟乙烯(PVDF) j、弹性体 J、聚酯。。 等。聚乙烯醇(PVA)是一种含有大量羟基的半结晶亲水聚合物，是聚醋酸乙烯酯醇解而得。高弹性TPU醇解度对PVA的性能有着重要的影响，工业产品中常见的醇解度有99％ 、93％ 、88％ 等几种。PVA和一些聚合物的共混改性也有相应的研究，如与聚苯乙烯 、聚甲基丙烯酸甲酯 、聚丙烯酸 、聚苯胺¨ 等材料共混。目前国内外对于TPU／PVA共混材料的研究很少，并且其研究**于溶液共混法制备TPU／PVA共混材料，关于熔融共混法制备TPU／PVA共混材料尚未见报道。

共混温度对共混物扭矩及力学性能的影响

     随着加工温度的升高，共混物的塑化时间变短，且平衡扭矩逐渐降低，160 oC和170℃ 时的平衡扭矩较为接近，均在4．5 N·m左右，180 oC时平衡扭矩下降至2．2 N·m，当加工温度升高到190 oC时，平衡扭矩继续降低至0．6 N·m，共混物熔体变得很稀。TPU／PVA共混物对温度较为敏感，加工温度在160、170℃ 时，就已经能够使11Pu／PVA共混物充分塑化，在180 oC以上时，共混物熔体黏度太低，不容易成型。随加工温度升高，高弹性TPU共混材料的断裂伸长率先增大后减小，在170℃ 时*大，为670％ ；在180℃时，断裂伸长率迅速降低到499％ ，在190 oC时，高弹性TPU断裂伸长率*小，为350％ 。拉断长久变形则随加工温度的升高逐渐减小，从160 oC时的97％减小到190 oC时的48％ 。如图1c所示，拉伸强度随温度先升高后降低，在170 oC时*大，为l7MPa，温度高于170 oC时，拉伸强度降幅较大，在190 oC时只有7 MPa。从不同加工温度下材料的力学性能来看，当温度较高时(180℃、190℃)，材料的断裂伸长率和拉伸强度都较小，这可能与共混材料发生一定的降解有关。综合材料的加工扭矩曲线和力学性能来看，较好的加工温度为170℃ 。

转速对共混物扭矩及力学性能的影响

     随转速增加，共混材料的断裂伸长率、拉断长久变形以及拉伸强度均先增加后减小，在转速为60 r／min时均达到*大。比较转速为30 r／min和60 r／min材料的力学性能，可以看出，断裂伸长率从620％ 上升到670％ ，拉断长久变形从76．5％上升到95．6％，拉伸强度从15．7 MPa上升到17 MPa。转速为75 r／rain时，材料各项力学性能都降低，高弹性TPU其中断裂伸长率下降到520％，拉断长久变形下降到72．5％ 。拉伸强度下降到12．7 MPa。在转速较低时，由于剪切作用较低，PVA聚合物粒子在TPU中分散不均匀，因而力学性能较差，在转速较高时，强烈的剪切作用虽然一方面促使粒子均匀分散，但另一方面也能使聚合物链段断裂，产生降解，使得力学性能下降。因此，在中等剪切速率(转速为60r／min)时，聚合物粒子能够均匀分散而且链段断裂不明显，因而其力学性能较好。

加工时间对共混物扭矩及力学性能的影响

     随着加工时间的增加，高弹性TPU平衡扭矩先降低后增加，流动性能逐渐变好再逐渐变差，单从平衡扭矩来看，加工时间为10 min，流动性*好。随加工时间的增加，断裂伸长率和拉断长久变形先增大后减小，在8 min时达到*大，其值分别为640％和95％ ；超过8 min后，下降幅度较大，如加工时间为12 min时，断裂伸长率和拉断长久变形分别为525％ 和56．8％ 。加工时间在5 min和8 min时，拉伸强度基本相同，为17 MPa，在10 min时，拉伸强度急剧下降至10．1MPa，综合来看，加工时间为8 min时，材料的综合性能较好。

结论

     对于热塑性聚酯型聚氨酯(TPU／)与聚乙烯醇(PVA)(质量LL80／20)共混材料，从加工扭矩、拉盐、抗剪切、黏弹性及注人性等影响。结果显示：

1)该HAPAM在高于CAC之上表现出优异的性能：当NaC1溶液质量浓度从70 000 mg／L增长到200 000 mg／L时，聚合物溶液黏度增长30倍，在180 000 mg／L模拟盐水中90 qC时的黏度是30℃ 时的6．2倍，显示良好的耐温抗盐性；在变剪切实验中显示良好的剪切恢复性。

2)流变学研究表现出CAC之上的溶液(1 500mg／L)具有明显的黏弹性。岩心实验结果表明，该浓度聚合物溶液的注入压力传播更均匀。

3)以上研究对HAPAM在3次采油驱油的实际应用具有较强的指导作用，同时该疏水缔合聚合物在耐温、抗盐、抗剪切等方面的优良性能显示出其在高温高盐油藏具有较好的应用前景

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