[发明专利]一种聚氨酯材料内生热的检测方法

说明书

本发明公开了一种聚氨酯材料内生热的检测方法，将聚氨酯样条在控制温度的环境中进行拉伸，并对拉伸曲线进行积分处理，获得拉伸过程中聚氨酯的总能量、能量恢复、能耗以及能耗比等能够反映聚氨酯材料内生热情况的数据图。本发明通过不同拉伸速率下聚氨酯的能量变化检测出其内生热的情况，是一种用来评价聚氨酯材料内生热的直观方法。与常见的检测聚氨酯材料内生热的方法动态热机械分析法(DMA)相比，本发明更简单易行，具有操作简单、成本低等优势，因此具有很好的应用前景。本发明提供的方法可以预测聚氨酯材料在不同应用场景下的内生热情况，对聚氨酯材料的实际应用具有指导意义。

技术领域

本发明属于高分子材料性能检测技术领域，具体是一种聚氨酯材料内生热的检测方法。

背景技术

聚氨酯是高速发展的合成高分子材料，与之相关的新技术、新产品及新用途不断涌现，几乎延伸到各个行业。其中热塑性聚氨酯弹性体被公认为一种绿色环保、性能优异的新型高分子材料。目前聚氨酯主要以低端消费为主，其高端消费领域基本被一些跨国公司主导，包括德国拜耳、巴斯夫，美国路博润、亨斯迈等都在增加新产品的研发力度，具有高附加值的聚氨酯产品不断被开发并投入市场，热塑性聚氨酯弹性体材料以其优异的性能和广泛的应用，已成为发展最快的弹性体材料之一。

聚氨酯是由软硬段组成的多嵌段聚合物，分子链中含有较多的强极性基团，如酯基、醚基、氨基甲酸酯基、脲基、缩二脲基及脲基甲酸酯基等，这些极性基团促进分子链内和分子链间形成大量氢键，从而提高了分子链间作用力，再加上分子链间的化学交联和空间位阻效应，严重阻碍了链单键的内旋转。因此，在一定频率和振幅的交变外力作用下，应变无法同步应力的变化而发生滞后现象，导致动态力学损耗，分子链内摩擦导致内生热逐步增加，严重影响材料的使用性能，限制其在一些领域的应用，例如汽车轮胎、高速胶辊等。

在申请公布号为CN110951034的中国专利中公开了一种低内生热聚氨酯弹性体的制备方法，并用动态热机械分析法(DMA)对内生热进行检测。目前DMA是常用的检测聚氨酯材料内生热的方法，但是该方法操作复杂、成本高；而本专利的大环拉伸法易于操作，且结果更直观，能够通过不同拉伸应变率下的能量变化趋势检测出聚氨酯材料的内生热情况

发明内容

本发明的目的在于提供一种聚氨酯材料内生热的检测方法，解决以下技术问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种聚氨酯材料内生热的检测方法，包括以下步骤：

(1)将待检测的聚氨酯裁切，得到拉伸样条；

(2)将所述拉伸样条在控制温度的环境中进行程序拉伸，对不同拉伸速率下的拉伸曲线积分处理，获得能够反应聚氨酯材料内生热情况的数据图。

作为本发明进一步的方案：将步骤(1)中所述聚氨酯裁切成2×2×35mm哑铃型拉伸样条。

作为本发明进一步的方案：步骤(2)中程序拉伸的环境温度为23±0.5℃。

作为本发明进一步的方案：所述步骤(2)中设定了五个拉伸速率，分别为1mm/min、10mm/min、100mm/min、250mm/min、500mm/min，样条原长为20mm，即对应的名义应变率分别为0.0008s^-1、0.008s^-1、0.08s^-1、0.2s^-1和0.4s^-1。

作为本发明进一步的方案：步骤(2)程序拉伸中首先设置拉伸至应变200％，再回复到应力为零时停止，拉伸曲线形成一个大环。

作为本发明进一步的方案：步骤(2)中对拉伸至应变200％的曲线、回复到应力为零的曲线以及拉伸回复得到的大环曲线进行积分，得到拉伸过程中聚氨酯的总能量、能量恢复、能耗以及能耗比。