葡萄糖改性水性聚氨酯的合成与表征

采用预聚体合成法,以二羟甲基丙酸（DMPA）、葡萄糖（PG）为亲水扩连剂和交联剂制备一种水性聚氨酯乳液。利用FTIR对胶膜结构进行表征,证实葡萄糖已引入聚氨酯主链。TG分析得出PG改性后的聚氨酯胶膜热稳定性增强。研究了PG用量对该聚氨酯胶膜力学性能的影响,结果表明：随着PG用量的增加,胶膜力学强度得到改善。当PG的用量由0增加至4.68%时,断裂伸长率从529.9%降至276.4%,拉伸强度从10.9 MPa增加至24.2 MPa。     

PPS基磺酸型水性聚氨酯的合成及其性能

探讨了氨基磺酸钠(PPS)基水性聚氨酯对催化剂的选择性,并合成了一系列稳定的高固含磺酸型水性聚氨酯(WPU)。乳液稳定性测试表明,1,8-二氮杂二环-7-十一烯(DBU)对聚氨酯的合成具有较好的催化作用,得到的乳液稳定性较好,DBU含量在0.15%时,胶膜的力学强度最优;FT-IR表征了磺酸型水性聚氨酯的结构;力学性能、DSC、TG测试表明,随着PPS含量的增加,胶膜的拉伸强度呈先增加后减小的趋势,当PPS含量在4.7%时,力学性能最优,达到42.13 MPa,断裂伸长率为404.57%,耐热性最优。     

磺酸型水性聚氨酯乳液制备工艺的研究

以聚氧化丙烯二醇(N210)和2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI)为原料.以自制的磺酸型亲水单体1,2-二羟基-3-丙磺酸钠(DHPA)作为扩链剂,制备r磺酸型水性聚氨酯乳液;通过性能测试,研究了R[n(-NCO):n(-OH)]值、DHPA含量对乳液及胶膜力学性能的影响,并通过红外光谱对产物的结构进行了表征.结果表明,随着R值的增大,乳液的黏度下降.胶膜的拉伸强度增大,断裂伸长率下降;当R=2时,随着DHPA含量的增加,乳液的平均粒径变小,乳液的稳定性逐渐增强,胶膜的拉伸强度逐渐增大,断裂伸长率则先增大后减小;当DHPA含昔为5%时,胶膜的力学性能最佳;性能测定表明:采用分散和中和同时进行的方式,制备的水性聚氨酯乳液综合性能较好.     

磺酸/羧酸型高固含量水性聚氨酯的制备及其性能

以二羟甲基丙酸(DMPA)、A95氨基磺酸钠(固含量50%)为扩链剂,将羧基和磺酸基团同时引入到聚氨酯分子中,合成了一系列磺酸/羧酸型高固含量水性聚氨酯(ZW1~ZW4),研究了磺酸基用量对水性聚氨酯性能的影响。利用傅里叶变换光谱仪、X射线衍射仪对合成的水性聚氨酯进行检测,结果表明反应按照预期路线进行。乳液性能测定结果表明,随着磺酸基用量的增加,乳液固含量增大,粒径减小且分布变宽,Zeta电位由-44.5 m V降低到-62.7 m V,但耐酸稳定性有所下降。胶膜性能测定结果表明,随着磺酸基的增加,胶膜的断裂伸长率由2 100%增加到2 800%,抗张强度从28 MPa下降到14 MPa,结晶度增大。此外,耐热性和耐水性都有所下降。     

环氧改性水性聚氨酯及其常温储存性能研究

采用两种不同环氧值的环氧树脂与异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚醚二元醇(N220)和二羟甲基丙酸(DMPA)反应,合成环氧改性水性聚氨酯分散体。研究发现,随着—NCO/—OH(R值)的增加,胶膜的拉伸强度增大,断裂伸长率降低,微相分离程度增加;环氧树脂改性后胶膜的吸水率和断裂伸长率均降低,拉伸强度增大,随着环氧值的增大越加明显;常温贮存45 d,胶膜的拉伸强度和断裂伸长率均有增加。     

形状记忆水性聚氨酯制备与性能研究

以聚己二酸-1,4-丁二酸酯二醇(PBA)和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为主要原料,三羟甲基氨基甲烷(TOAM)为交联单体,采用预聚体分散法合成了形状记忆水性聚氨酯(SMWPU)。探讨了交联单体TOAM用量对乳液和胶膜性能的影响并表征了胶膜的形状记忆性能。结果表明:随着TOAM用量的增加,乳液粘度先增大后减小,粒径先增大后趋于稳定,拉伸强度增大而断裂伸长率降低,硬段表现为非晶态,软段微区结晶度降低,TOAM质量分数为4.5%时,形状回复率可达90.15%。     

环氧改性水性聚氨酯及其常温储存性能研究

采用两种不同环氧值的环氧树脂与异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚醚二元醇(N220)和二羟甲基丙酸(DMPA)反应,合成环氧改性水性聚氨酯分散体。研究发现,随着—NCO/—OH(R值)的增加,胶膜的拉伸强度增大,断裂伸长率降低,微相分离程度增加;环氧树脂改性后胶膜的吸水率和断裂伸长率均降低,拉伸强度增大,随着环氧值的增大越加明显;常温贮存45 d,胶膜的拉伸强度和断裂伸长率均有增加。     

聚碳酸酯二醇/蓖麻油基聚氨酯(脲)弹性体的制备及性能

以蓖麻油和聚碳酸酯二醇(PCDL)为共混软段,分别以1,4-丁二醇(BDO)和3,5-二甲硫基-2,4-二胺基甲苯(DMTDA)为扩链剂,用预聚体法合成出一系列聚氨酯(PU)和聚氨酯脲(PUU)弹性体,考察了异氰酸基(NCO)含量和PCDL用量对弹性体力学性能的影响,并对弹性体的热性能进行了分析。结果表明,随着预聚体中NCO含量的增加,PU、PUU弹性体的硬度和强度逐渐上升,当NCO质量分数为8%时,弹性体的拉伸强度最高,而扯断伸长率呈单调下降趋势;随着PCDL用量的增加,弹性体的拉伸强度先升高后下降,扯断伸长率和永久变形逐渐增加;用DMTDA为扩链剂制备的PUU比用BDO制备的PU具有更高的拉伸强度和撕裂强度;PCDL/蓖麻油基PUU的耐热性能优于纯蓖麻油基PUU,PUU的耐热性优于PU。     

自交联水性聚氨酯-含氟丙烯酸酯乳液的制备及研究

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚碳酸酯二醇(PCDL)、二羟甲基丁酸(DMBA)、1,4-丁二醇(BDO)、甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)为原料合成了双键封端的聚氨酯预聚体;以N-羟乙基丙烯酰胺(HEAA)作交联剂,配合甲基丙烯酸六氟丁酯(HFBMA)等单体进行乳液共聚,制备了自交联水性聚氨酯-含氟丙烯酸酯(FPUA)乳液。研究了HFBMA和HEAA用量对膜耐水性、热性能以及力学性能的影响。结果表明:PUA乳液的耐水性和疏水性随HFBMA用量的增加而增加;随着HEAA用量增加,胶膜的热稳定性增加,拉伸强度增加,伸长率下降;当胶膜中HFBMA质量分数为12%,且HEAA质量分数为2.6%时,乳液的粒径为128 nm,乳液的稳定性较好;胶膜的水接触角为107.6°,吸水率为4.5%,拉伸强度为25.6 MPa,断裂伸长率为268%,10%热失重温度299.6℃。     

采用磺酸型亲水单体作为扩链剂制备水性聚氨酯的研究

以聚醚二元醇(N210)和2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI)为原料,以自制的磺酸型亲水单体1,2-二羟基-3-丙磺酸钠(DHPA)作为扩链剂,制备了磺酸型水性聚氨酯(WPU)乳液;研究了R值[即R=n(-NCO)/n(-OH)]、DHPA含量对WPU乳液及其胶膜力学性能的影响,并对产物的结构进行了红外光谱(FT-lR)表征.研究结果表明,随着R值的增大,WPU乳液粘度下降,胶膜的拉伸强度和硬度增大、断裂伸长率和吸水率下降;随着DHPA含量的增加,WPU乳液的稳定性逐渐增强、粒径变小且粒径分布变窄,WPU胶膜的拉伸强度增大、断裂伸长率则呈先增后降的趋势;当R=2.0、wDHPA)=5%时,WPU的综合性能最好.     

用磺酸型亲水扩链剂制备高固含量聚氨酯乳液

以聚(四氢呋喃-co-氧化丙烯)二醇为软段、异佛尔酮二异氰酸酯为硬段,以1,2-二羟基-3-丙磺酸钠(DHPA)作为亲水扩链剂,用自乳化法合成了一系列稳定的高固含量聚氨酯乳液,分析了DHPA用量对乳液及其胶膜性能的影响。结果表明:所得聚氨酯乳液的粒径呈多元分布,乳胶粒子呈球形;乳液为假塑性流体;随着DHPA用量的增加,乳液平均粒径逐渐减小,粒径分布变窄,固含量不断增大,当DHPA质量分数为7%时,乳液的总固物质量分数可达61%。乳液具有较好的高、低温及贮存稳定性能。随着DHPA用量的增加,聚氨酯乳液胶膜的拉伸强度逐渐增大,扯断伸长率则先增大后减小;当DHPA质量分数为5%时胶膜的综合力学性能最佳;DHPA用量对胶膜的热稳定性没有明显影响。     

丙烯酸酯含量对水性聚氨酯性能的影响

采用无皂种子乳液聚合法,以甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚酯多元醇、二羟甲基丙酸(DMPA)和甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)等为主要原料合成丙烯酸酯-水性聚氨酯复合乳液,考察了丙烯酸酯含量对水性聚氨酯乳液粒径、运动黏度、胶膜的耐水性和力学性能的影响。试验结果表明,随着丙烯酸酯含量的增加,复合乳液的粒径增大,运动黏度减小,胶膜的耐水性和拉伸强度提高,但胶膜的断裂伸长率有所降低,适宜的丙烯酸酯用量为40%～50%。     

含有磺酸基团的水性聚氨酯的制备及性能

采用预聚体合成法,以二羟甲基丙酸(DMPA)和自制1,2-二羟基-3-丙磺酸钠(DHPA)为亲水扩链剂制备一系列含有磺酸基团的水性聚氨酯微乳液。利用FTIR对DHPA和聚氨酯的结构进行表征,证实了目标产物DHPA的生成,并作为亲水扩链剂引入PU链上。研究结果表明,随着DHPA含量增大,乳胶粒平均粒径从139.31 nm减小至57.75 nm,且粒径分布宽度变窄,胶膜的拉伸强度由43.0 MPa增加至55.7 MPa,断裂伸长率从361%增加至430%。TEM照片显示,乳液分散均匀,形貌规整,呈圆球状。乳液表观黏度随着剪切速率增加而下降,呈假塑性流体特征。     

端羟基聚丁二烯丙烯腈改性水性聚氨酯的制备及性能

以端羟基聚丁二烯丙烯腈(HTBN)和聚己二酸-1,4丁二醇酯二醇(PBA)为软段,合成了阴离子型水性聚氨酯(WPU),并讨论了不同HTBN用量对WPU性能的影响。红外光谱表征了HTBN和WPU的结构;粒径、DSC、XRD、TG及拉伸测试表明:随着HTBN含量的增加,乳液的平均粒径、胶膜的拉伸强度和断裂伸长率呈先增加后降低的趋势,耐热性能得到明显提升,而结晶性却表现出略微的降低;当软段中HTBN质量分数为30%时,乳液平均粒径最大,为250 nm;当软段中HTBN质量分数为40%时,拉伸强度和断裂伸长率最高,分别为20.2 MPa和521%;而相比于WPU0,WPU2和WPU5的结晶度仅从26.1%降低到24.9%和19.5%。     

端羟基聚丁二烯丙烯腈改性水性聚氨酯的制备及性能研究

以端羟基聚丁二烯丙烯腈(HTBN)和聚己二酸-1,4丁二醇酯二醇(PBA)为软段,合成了阴离子型水性聚氨酯(WPU),并讨论了不同HTBN用量对WPU性能的影响。红外光谱表征了HTBN和WPU的结构;粒径、DSC、XRD、TG及拉伸测试表明:随着HTBN含量的增加,乳液的平均粒径、胶膜的拉伸强度和断裂伸长率呈先增加后降低的趋势,耐热性能得到明显提升,而结晶性却表现出略微的降低;当软段中HTBN质量分数为30%时,乳液平均粒径最大,为250 nm;当软段中HTBN质量分数为40%时,拉伸强度和断裂伸长率最高,分别为20.2 MPa和521%;而相比于WPU0,WPU2和WPU5的结晶度仅从26.1%降低到24.9%和19.5%。     

磺酸型亲水单体扩链制备水性聚氨酯的研究

以聚氧化丙烯二醇（N210）和2,4-甲苯二异氰酸酯（TDI）为原料,以自制的磺酸型亲水单体1,2-二羟基-3-丙磺酸钠（DHPA）作为扩链剂,制备了磺酸型水性聚氨酯乳液;研究了R（NCO/OH）值、DHPA含量对乳液及胶膜力学性能的影响,通过红外光谱对产物的结构进行了表征。结果表明,随着R值的增大,乳液的黏度下降,胶膜的拉神强度增大,断裂伸长率下降;同时,当R为2时,随着DHPA的增加,乳液的平均粒径变小,乳液的稳定性逐渐增强,胶膜的拉伸强度逐渐增大,断裂伸长率则先增大后减小。当DHPA为5％时,胶膜的力学性能最佳。     

环氧树脂-含氟丙烯酸酯-水性聚氨酯杂化乳液的研究

以聚四氢呋喃二醇(PTMG)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二羟甲基丙酸(DMPA)为主要原料,季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)为接枝剂,双酚A型环氧树脂E-44与甲基丙烯酸八氟戊酯(FA)为改性剂,制备了环氧树脂-含氟丙烯酸酯-水性聚氨酯杂化乳液(EWPUFA)。通过粒径、红外光谱(FT-IR)、拉伸强度、接触角、吸水率、X射线衍射(XRD)等分析和测试,考察了E-44用量对EWPUFA乳液及胶膜性能的影响。结果表明,E-44用量的增加提高了胶膜的拉伸强度,降低了胶膜的断裂伸长率、接触角、吸水率与结晶能力。     

羟基硅油改性磺酸型水性聚氨酯的合成及性能

以磺酸型聚酯二元醇(BY3301)、甲苯二异氰酸酯(TDI)为主要原料,羟基硅油为改性剂,三羟甲基丙烷(TMP)为交联剂,合成了羟基硅油改性磺酸型水性聚氨酯。采用FTIR、TG、数显黏度计、纳米粒度仪表征了聚合物的结构与性能,探讨了羟基硅油含量对乳液及胶膜性能的影响。结果表明:随着羟基硅油含量增加,乳液粒径增大,黏度降低;胶膜表面水接触角增大,吸水率先减小后增大;胶膜拉伸强度增强,断裂伸长率先增大后减小。当羟基硅油占预聚体质量的3%时,聚合物性能最佳,其乳液粒径为85.1 nm,黏度为114.5 mPa·s,胶膜水接触角为91.7?,拉伸强度为14.78 MPa,断裂伸长率为427%,24 h吸水率仅为5.61%,由TG曲线可知,胶膜质量损失5%时,对应温度为269.9℃,较之改性前提高17.3℃。     

聚酯聚醚混合型水性聚氨酯木器漆的合成及性能

以甲苯二异氰酸酯(TDI)为硬段,聚醚二元醇(N210),磺酸聚酯二元醇(BY3301),聚己二酸丁二醇酯二醇(PBA)为软段合成了一系列水性聚氨酯(WPU),通过调节大分子多元醇的比例,探讨WPU性能的变化。红外测试表征了水性聚氨酯的结构;吸水率、硬度、拉伸强度及热性能测试表明,随着N210含量的增加,聚氨酯胶膜硬度增加、吸水率降低,拉伸强度先增加后降低,最大可达41.61 MPa;随着BY3301含量的增加,胶膜的硬度、吸水率、以及拉伸强度均有增加。     

聚碳酸酯型水性聚氨酯胶粘剂的合成及其性能研究

以甲苯二异氰酸酯、聚碳酸酯二元醇、2,2-二羟甲基丙酸等为原料合成了聚氨酯预聚体,通过KH-792[N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷]对其进行双氨基扩链,并中和乳化合成PCDL-WPU(聚碳酸酯型水性聚氨酯)胶粘剂。研究结果表明:随着KH-792加入量的增加,制备的水性聚氨酯乳液凝胶温度最高可达89℃,乳液粒径变大,胶膜的吸水率降低;当加入w(KH-792)=2%(相对于水性聚氨酯乳液总质量而言)时,扩链的乳胶膜失重5%,分解温度最高可达271℃;当加入w(KH-792)=3%时,乳胶膜拉伸强度最高可达14.2 MPa,断裂伸长率呈下降趋势。