共聚法：拓宽聚氨酯弹性体有效阻尼温度范围的有效方法

共聚是合成具有良好阻尼性能的TPU 的有效方法之一。共聚与共混的区别在于共聚的各个组分通过共价键结合在一起，共价键的连接会显著地改进TPU 与其他聚合物的相容性。通过调整TPU 与各组分的共聚比例，使共聚后的TPU 有效阻尼温度范围跨过各均聚物玻璃化转变区，达到拓宽有效阻尼温度范围的目的。

接枝共聚和嵌段共聚是TPU 共聚改性中常用的两种方法。接枝共聚是把一个组分作为侧链（或支链）接到TPU 的主链上。侧链起增塑剂的作用，随着侧链（或支链）数量的增加，TPU 链段与链段之间的缠结作用加强，从而表现出较高的阻尼值。增加侧链的数目和引入极性较强的侧链均可提高TPU 接枝共聚物的阻尼性能。采用接枝共聚对TPU 改性的主要优点在于：接枝共聚物不同于共混物，它是单一的化合物，可以发挥每一组分的特征特性，而不是它们的平均性质。

刘飞将正丁醇作为支链连接到聚氨酯预聚体主链两端的—NCO 上，制成接枝型聚氨酯弹性体阻尼材料。DMA 测试结果如图6－11、图6－12 所示，接枝前后，聚氨酯弹性体的储能模量和损耗因子随温度的变化曲线走向趋于一致。接枝后聚氨酯弹性体的储能模量、tan δmax增加，阻尼温域（tan δ ＞0.3）拓宽，Tg向低温方向移动。同时发现随接枝比例的增加，材料的阻尼效果增加，以主链和支链物质的量比为1∶1 时TPU 的综合性能最好。见表6－4。

图6-11　接枝前后储能模量与温度关系图

图6-12　接枝前后损耗因子与温度关系图(www.xing528.com)

表6-4　不同接枝比例热塑性聚氨酯弹性体阻尼数据

注：表中接枝比例指主链与支链比例，为质量比。

嵌段共聚是将两种或多种不同链段通过反应按头—头、尾—尾或头—尾方式连接在一起，适于做阻尼材料使用的嵌段共聚物，其分子主链上含有柔性不同的链段，柔性链段对应的Tg值较低，刚性链段对应的Tg值较高。此外还可以引入含特定官能团的单体、聚合物，以加强各组分分子链段间的作用，进一步拓宽材料的有效阻尼温度区域，提高阻尼性能。

陈博利用嵌段共聚的方法，将有机硅改性的聚丁二烯二元醇作为软段，合成一种具有疏水性的阻尼TPU。不同HTPDMS 嵌段含量HTPB 型聚氨酯弹性体的DMA 数据见表6－5，随着有机硅含量升高，嵌段改性后的TPU 材料的阻尼因子降低，有效阻尼温域向低温方向移动。这是因为有机硅链段的玻璃化转变温度更低，链段柔顺性更好，随着有机硅嵌段含量的增加，链段中的有机硅比例升高，软段的玻璃化转变温度降低，损耗因子峰值也逐渐降低。

表6-5　不同HTPDMS 嵌段含量HTPB 型聚氨酯弹性体DMA 数据