بررسي اثر عامليت هيدروكسيل بر خواص مكانيكي الاستومرهاي پلي‌يورتاني بر پايه پلي بوتادي‌ان با گروه‌ هيدروكسيل انتهايي(HTPB)

Influence of the Hydroxyl Functionality on the Mechanical Properties of Hydroxy Terminated Polybutadiene(HTPB) based Polyurethane Elastomers

در اين پژوهش، عامليت موثر و توزيع عامليت سه نوع رزينHTPB مشخصه‌يابي شد و سپس واكنش‌پذيري آن با عامل پخت تولوين دي ايزو سيانات از طريق اندازه‌گيري نقطه ژل بررسي شد. نتايج به دست آمده از مطالعات نقطه ژل، نشان مي‌دهد كه ترتيب افزايش عامليت موثر در سه نمونه رزين به صورت HTPB2 < HTPB1 < HTPB3 است. سپس الاستومرهاي پلي يورتاني مربوط به هر يك از نمونه‌هاي HTPB تهيه و خواص آن‌ها ارزيابي شد. نتايج آزمون كشش نشان مي‌دهد كه با افزايش عامليت موثر و همچنين افزايش نسبت CL/CE در رزين HTPB ، ميزان استحكام الاستومرهاي مربوطه افزايش و كرنش كاهش مي‌يابد. ترتيب افزايش كرنش الاستومرهاي پلي يورتاني به صورت HTPB2 > HTPB3 > HTPB1 است. همچنين نتايج حاصل از آزمون كشش با معادله موني- ريولين مدل شد. ثابت‌هاي معادله موني-ريولين نشان مي‌دهد كه مقدار عددي C_1براي الاستومرهاي تهيه‌ شده با HTPB1, HTPB3 بيشتر از HTPB2 است كه منجر عامليت موثر بزرگ‌تر اين دو رزين مي‌شود. همچنين وجود زنجيرهاي تك عاملي و يا ايجاد شاخه جانبي در رزين موجب درگير شدن اين نوع زنجيرها در شبكه الاستومري پلي يورتان شده و مقدار ثابت C_2 در معادله را براي الاستومرهاي بر پايه HTPB2 افزايش مي‌دهد. در انتها رفتار ويسكوالاستيك الاستومرهاي پلي‌يورتاني با آزمون DMA بررسي شد و نشان داد كه الاستومر تهيه‌شده از HTPB با عامليت كمتر، داراي مدول ذخيره كمتر و فاكتور اتلاف بيشتر است.

In this research, effective functionality and functionality distribution of three types of HTPB sample are characterized and their reactions with toluene diisocyanate (TDI) have been investigated through the gel point measurement. On the basis of gel point studies concerning the formation of polyurethane networks, the results showed that the effective functionality of three types of prepolymers increases in order HTPB1 > HTPB2 > HTPB3. Then, polyurethane elastomers of three HTPB samples have been prepared and the tensile test has been performed. It was found that by increasing the effective functionality and CL/CE ratio of HTPB samples, the tensile of corresponding polyurethane elastomer is increased while its strain is decreased. The results of tensile test have been modeled with Mooney-Rivilin equation. Experimental data for Mooney-Rivilin constants were found and have shown that the C1 value of Money-Rivilin equation for polyurethane elastomers based on HTPB1 and HTPB3 are greater than those based on HTPB2. Furthermore, it was found that trapped entanglements and more side chain in HTPB2 resin can be responsible for the high value of C2 in Money-Rivilin equation. Also viscoelastic properties of three types of elastomers are studied and have shown that the less functionality of HTPB samples give lower storage modulus and higher loss factor for corresponding polyurethane elastomers.