3.2.2 三羟甲基丙烷为交联剂
以BAMO-r-THF共聚醚（分子量为6 000 g·mol-1，PDI为1.68，羟基含量为0.31 mmol·g-1）为黏合剂，聚乙二醇200（PEG200，分子量为200 g·mol-1）为扩链剂，三羟甲基丙烷（TMP，分子量为134.17 g·mol-1）为交联剂，甲苯二异氰酸酯（TDI，分子量为174.156 1 g·mol-1）为固化剂，固定固化参数R值为1.0、硬段含量为20%不变，制备TMP交联BAMO-r-THF共聚醚弹性体。本节介绍TMP交联弹性体网络结构调节方式及其力学性能响应规律。
1.弹性体制备
按照表3-4所列BAMO-r-THF共聚醚弹性体配方组成，将计量的BAMO-r-THF共聚醚黏合剂、TDI固化剂混合均匀，在60 ℃烘箱中放置1 h，再加入计量的扩链剂PEG200、交联剂TMP，快速搅拌混合均匀，注入聚四氟乙烯模具中，真空除泡，置于60 ℃隔水式恒温箱中固化，至异氰酸酯红外特征吸收峰完全消失。弹性体化学交联点结构如图3-17所示。
表3-4 不同TMP含量BAMO-r-THF共聚醚弹性体组分质量比
图3-17 TMP/TDI交联点结构示意图
图3-18为交联剂TMP不同用量制备BAMO-r-THF共聚醚弹性体FTIR图谱。从图中可看出，固化完全后，谱图中未见—OH和—NCO基团特征吸收峰。3 324 cm-1处宽峰为氢键缔合—NH伸缩振动峰，1 731 cm-1处为氨基甲酸酯结构中羰基的伸缩振动吸收峰。以上结果表明，弹性体原料中的羟基与固化剂中—NCO基团反应生成了氨基甲酸酯结构。2 099 cm-1、1 093 cm-1处吸收峰分别为共聚醚链结构中C—O—C和—N3特征吸收峰，2 932 cm-1、2 863 cm-1处为其亚甲基的对称和不对称伸缩振动吸收峰。
图3-18 BAMO-r-THF弹性体红外谱图
2.交联网络
以甲苯为溶剂，对TMP交联BAMO-r-THF共聚醚弹性体进行溶胀，图3-19为其溶胀曲线。可以看出，所有共聚醚弹性体体积溶胀曲线均表现为起始快速上升，随后缓慢趋于平衡的过程。BAMO-r-THF共聚醚弹性体体积平衡溶胀率随交联剂TMP含量增加而呈单调下降趋势。较高的溶胀比意味着较大的网链平均分子量和较低的交联密度；TMP交联BAMO-r-THF共聚醚弹性体中，随着交联剂TMP含量增加，弹性体的交联密度增加，网链平均分子量下降。固化参数R值不变条件下，通过调节弹性体配方中交联剂TMP含量可改变弹性体交联网络结构。
3.力学特性
不同TMP含量制备BAMO-r-THF共聚醚弹性体的典型拉伸应力-应变曲线如图3-20所示。可以看出，由于弹性体化学交联密度随TMP含量增加而逐渐增加，其起始拉伸模量也逐渐增加，与多异氰酸酯交联固化体系模量变化规律相一致。不过，TMP交联弹性体应力-应变拉伸曲线较复杂，TMP含量高于2.0%时，弹性体拉伸曲线呈明显反“S”形。
图3-19 不同交联剂含量制备弹性体的体积溶胀曲线
图3-20 不同TMP含量BAMO-r-THF共聚醚弹性体应力-应变曲线
表3-5是不同TMP含量制备BAMO-r-THF共聚醚弹性体拉伸力学性能。可以看出，弹性体力学性能随TMP含量的增加变化较复杂。虽然弹性体断裂延伸率εb随TMP含量呈递减趋势，但其断裂拉伸强度σb则呈无规律状态。这与不同的交联剂含量导致弹性体内部物理相互作用改变有关。
表3-5 交联剂TMP不同含量弹性体力学性能
4.玻璃化转变温度
利用DSC测试分析交联剂TMP添加量对BAMO-r-THF共聚醚弹性体玻璃化转变温度的影响规律，升温速率为10 K·min-1，N2氛围，测试结果如图3-21所示。可以看出，通过调节扩链剂PEG200添加量而使硬段含量保持不变，不同TMP交联剂添加量所得弹性体玻璃化转变温度均处于约46 ℃，交联剂TMP添加量对弹性体玻璃化转变温度影响不大。与多异氰酸酯化合物N-100交联弹性体相比，TMP交联弹性体配方中由于引入大量的硬段结构，体系玻璃化转变温度较N-100交联体系高3～4 ℃。
图3-21 TMP不同含量制备弹性体DSC曲线