韩孝真等人研究了蓖麻油(CO)PU与端羟基丁腈(HTBN)改性的环氧IPN,环氧改性后,橡胶态的HTBN在环氧中形成“PhasewithinPhase”结构,相畴减小,DMA谱显示一个宽的Tg峰,并且Tg随EP含量增加而上升,通过改变EP用量可以得到各种适用温域的阻尼涂料。而当PU软段改为PTMG后,却表现出明显的不相容,这可能和PTMG软段与EP中HTBN的极性相差太大,相容性不好有关。
决定PU/EPIPN相容性的关键因素是PU软段与EP的相容性,常用的PPG、PEG、HTBN以及聚酯等PU软段由于均含有极性基团,与双酚A环氧有良好的相容性,所得IPN的相容性也较好,表现出良好的阻尼性能;而HTBN极性极低,与EP不相容,IPN表现出明显的相分离,同样对于极性很大的软段(如HTBN)与极性不高的EP(如脂肪族EP)互穿也会表现出明显的不相容,其阻尼性能较差。
由于环氧树脂的高强度、模量、热稳定性和耐水性等优点,预计该种涂料的耐水性、各种粘结性能和力学性能将得到极大改善,因此在开发新一代的阻尼涂料中具有重要意义。
四、聚氨酯/乙烯基聚合物IPN阻尼涂料
PU与乙烯基聚合物可以形成很多种IPN,如PU/聚苯乙烯(PS)IPN。由于乙烯基单体种类繁多,可以自由选择不同软硬的单体得到各种Tg的IPN。另外,进行IPN时,PU为逐步聚合,而乙烯基聚合为自由基聚合,所以聚合时相互干扰少,形成较理想的IPN。国内对PU与乙烯基聚合物的研究十分活跃,陈宝铨等人研究了不同软段PU/PMMAIPN的相容性,当软段溶解度参数与PMMA接近时,形成的IPN相容性较好,如软段为聚环氧氯丙烷(PECH)时,IPN只显示一个玻璃化温度峰,而软段为聚环氧乙烷(PPG)、聚环氧丙烷(PEG)、丁羟(HTPB)时,由于它们与PMMA溶解度参数相差大,表现出明显的相分离。相容性较好的(PECH)PU/PMMAIPN的进一步研究表明:
(1)PU硬段含量提高,相分离加剧,当三羟甲基丙烷(TMP)/PECH<0.3时,只有一个Tg峰,而TMP/TECH<0.23时为2个Tg峰;
(2)(PECH)PU/PMMA=80/20时,Tg峰的温域宽约60℃,表现出良好的阻尼性能。(PECH)PU/PSIPN与(PECH)PU/PMMAIPN的研究结果显著不同,前者表现出明显的不相容性,DMA谱显示的Tg峰几乎没有内迁,说明PECH与PS极不相容,只有当PS含量很少时(<25%),由于笼蔽效应,苯乙烯(St)只能形成低分子量PS,起增塑作用,才能得到较好的相容性。
万勇军等采用二步法制备了PU/乙烯基酯树脂IPN,当PU与乙烯基酯树脂的质量比为40/60和30/70时,IPN在10-130℃范围内,tanδ-T曲线都出现一个很宽的阻尼平台,阻尼值很高,材料的宽温域的阻尼性能最好。研究表明:MDI体系IPN的tanδ-T曲线峰比TDI体系的低,Tg峰也较窄,且向高温移动;聚氧化丙烯多元醇(PPO)体系与蓖麻油(CO)体系的IPN比较,蓖麻油体系的阻尼性能差,这与PPG与CO的分子结构有关。总之,在体系中引入柔性链可改善低温阻尼性能,而引入刚性链则降低阻尼值,提高阻尼温度,阻尼温度范围变窄。