本实验选取文献中推荐的功能助剂三元树脂作为扩链剂，利用向反应体系中加入四种不等量的三元树脂进行合成，将反应产物对照空白组试样进行对比分析。采用DMA动态热机械分析、AFM原子力表征、精密万能材料机拉伸试验、傅立叶红外光谱分析，4种表征手段对反应产物进行分析。

另外，本实验还进行了额外的探究，在不添加功能助剂的情况下，向反应体系中加入液相氧化改性碳纤维对聚氨酯材料进行物理改性，同样通过上述四种表征手段进行表征，对碳纤维改性聚醚聚氨酯进行一定程度的探究，并且与三元树脂的结构改性效果进行一些对比。

2  原料与工艺

2.1原料简介

反应原料 生产厂家

异氰酸酯IPDI 上海化学试剂公司

端羟基环氧乙烷四氢呋喃共聚醚PET 洛阳黎明化工研究院

三苯基铋催化剂(TPB) 自制，上海有机研究所

三元树脂 20000分子量，自制

改性碳纤维 台湾台立，氧化改性

丁酮 溶剂，AR级，上海有机所

真空硅脂 脱模剂

表1.反应原料表

2.1.1聚醚多元醇PET

本次实验采用的聚醚多元醇为2个官能度，5500分子量。聚四氢呋喃环氧乙烷共聚醚是脂肪系聚合物，分子链中存在醚键氧原子，对氧气和热均有不稳定性。聚醚多元醇的氧化作用通过研究证实其为形成过氧化物的中间体。这种过氧化物再分解成醛，有机酸和酯。经红外吸收光谱测试如图1，原料为在1100处有强吸收峰，为聚醚多元醇。在聚醚多元醇原料中引入异氰酸酯等，可以使合成出的聚醚聚氨酯材料的低温柔性好，力学性能好[3]。文献综述

聚醚多元醇红外光谱图

 2.1.2异氰酸酯IPDI

本次实验中使用的异氰酸酯为2个官能度的IPDI，3-异氰酸酯基亚甲基-3，5，5-三甲基环己基异氰酸酯。IPDI是不变黄脂环族异氰酸酯，其反应活性与比芳香族异氰酸酯相比较低，蒸汽压也较低。制成的聚氨酯材料具有优异的耐化学药品性和光学稳定性。IPDI分子中的—NCO基如图2在2200处有红外吸收峰。IPDI分子中2个—NCO基团的反应活性不同，这是由于IPDI分子中伯—NCO受到环己烷环以及a-取代甲基的位阻作用，使得环己烷上的仲—NCO基团的反应活性比伯—NCO的高2倍左右；而IPDI与羟基的反应速度：HDI与羟基的反应速度约为4~5：1。又由于IPDI分子结构极其不对称，所以产生的大分子链重复单元首尾异构排列，对于硬段的规整性有较大影响，不容易结晶，微相分离所形成的硬段去中直行程纳米级的微晶，所以使用IPDI合成的聚氨酯具有较好的透明性，并且，拉伸性能较好，但是抗拉强度稍差[4]。