二氧化碳诱导热塑性聚氨酯结晶增强其拉伸性能EI北大核心CSCD

通过高压傅里叶变换红外光谱方法研究了CO_2对热塑性聚氨酯(TPU)氢键结构的作用,结合广角X射线衍射和扫描电镜的方法,研究了CO_2低温退火对TPU结晶性能及拉伸强度的影响。结果表明,CO_2可以与TPU产生Lewis酸碱作用,并且能降低TPU的氢键化程度;CO_2可以诱导TPU的结晶,使其结晶度增大,从而增强其拉伸强度;CO_2退火后出现微发泡,比未发泡的TPU样品拉伸强度更高。     

二氧化碳诱导热塑性聚氨酯结晶增强其拉伸性能

通过高压傅里叶变换红外光谱方法研究了CO_2对热塑性聚氨酯(TPU)氢键结构的作用,结合广角X射线衍射和扫描电镜的方法,研究了CO_2低温退火对TPU结晶性能及拉伸强度的影响。结果表明,CO_2可以与TPU产生Lewis酸碱作用,并且能降低TPU的氢键化程度;CO_2可以诱导TPU的结晶,使其结晶度增大,从而增强其拉伸强度;CO_2退火后出现微发泡,比未发泡的TPU样品拉伸强度更高。     

一类聚乙烯吡啶氢键侧链高分子的合成与液晶性能

以聚乙烯吡啶为氢键受体,以Schiff碱型羧酸衍生物为氢键给体合成了一类新型侧链氢键液晶高分子。通过红外光谱和核磁氢谱对化合物的结构进行了表征;产物与氢键给体的红外光谱的对比确定了分子间氢键的存在,通过带热台的偏光显微镜(POM)对化合物的液晶相变温度和液晶相的形态进行了测试。结果表明:随着碳链长度的增加,此类侧链氢键液晶高分子液晶相的清亮点温度呈现先降低后升高的趋势;并且液晶相呈现了新型的织构。     

聚氨酯弹性体的高弹模量对温度的依赖性

通过动态力学分析研究了不同交联程度的聚氨酯弹性体的高弹模量对温度的依赖性。详细分析了弹性体内部的物理交联密度随温度的变化,认为物理交联密度的下降主要是氢键的解离造成的。计算得到了试样的氢键活化能和物理交联对弹性模量的贡献,同时研究了它们随温度的变化情况。交联程度小的,氢键活化能高,氢键随温度升高的解离速率快,交联程度大的则相反。     

聚苯醚/聚氨酯共混材料的相容性和性能

研究了聚苯醚(PPE)与聚氨酯(PU)共混材料的相容性、形态结构和力学性能、热稳定性.通过差示扫描量热(DSC)、扫描电镜(SEM) 、傅立叶变换红外光谱(FT-IR)等分析,表明当增加1%的相容剂端羟基聚丁二烯-聚苯乙烯(HTPB-PS)时,聚苯醚与聚氨酯的相容性提高,两相界面模糊,两相间粘合力较强,聚苯醚能有效地改善聚氨酯的力学性能和热稳定性.进一步测试表明,聚苯醚增加至聚氨酯质量的20%时,聚氨酯材料的拉伸强度提高了73%;当聚苯醚增加至聚氨酯质量的40%时,加入相容剂后断裂伸长率由77%增加至149%,起始分解温度升高了13.2 ℃.     

水用量对全水发泡聚氨酯泡沫形态和力学性能的影响

采用扫描电镜(SEM)和红外光谱(FT-IR)并结合物理力学性能测试,对高水用量(3phr~11phr)所制备的全水发泡低密度聚氨酯泡沫的形态和力学性能进行表征,结果表明,水用量逐渐从3phr增加到11phr,发泡聚氨酯物料的乳白时间、凝胶时间和不粘手时间逐渐延长,泡沫中的取代脲结构含量和氢键化程度逐渐增加,泡沫密度和力学性能逐渐降低,泡孔平均孔径呈先增大、后减小的趋势,然而泡沫的比强度和氨基甲酸酯含量变化不大。     

聚甲基乙撑碳酸酯产品中聚醚多元醇的提取及用于聚氨酯的合成

探讨了聚甲基乙撑碳酸酯(PPC)中副产物聚醚的提取方法,对其结构进行了红外光谱(FT-IR),核磁共振谱(1H-NMR)和凝胶渗透色谱(GPC)的表征,并进行了用其合成聚氨酯(PU)的应用研究。通过拉伸测试、邵氏硬度测试和热重分析(TG)考察了不同硬段比例、-NCO与-OH比例对所合成的PU的力学性能及热性能的影响。结果表明,当NCO∶OH略大于1时,随着硬段含量的增加,合成的聚氨酯的力学性能和邵氏硬度随之增加,T-5%、软硬段分解温度及玻璃化转变温度(Tg)无较大变化;当-NCO∶-OH值较低时,聚氨酯的力学性能、硬度及热性能均有降低的趋势。     

乙醇胺改性酰亚胺聚酯聚氨酯的热性能及热解过程

研究了前文所制备酰亚胺聚氨酯的热性能及热解过程。研究采用了不同温度及不同热老化条件下的拉伸试验、热分析(TGA)与质谱(MS)的联用技术(TGA-co-MS)和红外光谱(FT-IR)的多技术研究方法。研究表明,酰亚胺聚氨酯在100℃或230℃热老化2 h后仍显示较好的力学性能。酰亚胺聚氨酯热解过程检测到荷质比分别为44、54、56、84、88、95、106的7种离子分子。其中荷质比为44的离子分子是主要的热解产物,来自于分子链中的酯键和氨基甲酸酯键的热解。酰亚胺结构的引入对分子链中氨基甲酸酯键及酯键起到较好的屏蔽作用,显著提高了聚氨酯的耐温性和热老化性能。     

聚四氢呋喃醚二醇/聚氧化丙烯二醇共混聚醚聚氨酯弹性体的氢键作用

分别以聚四氢呋喃醚二醇(PTMG)、聚氧化丙烯二醇(PPG)及两者共混物PTMG/PPG作为软段,以2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI-100)和扩链剂3,3'-二氯-4,4'-二氨基二苯甲烷(MOCA)作为硬段,采用预聚体法,制备了5种PTMG/PPG不同配比的浇注型聚氨酯弹性体。通过红外分析、差示扫描量热分析、动态力学热分析着重研究了PTMG/PPG不同配比对聚氨酯弹性体氢键的影响。结果表明,随着PPG型预聚体在混合预聚体中的含量增加,聚氨酯中羰基区总氢键度及脲羰基氢键度变化不大,氨酯羰基氢键度呈现先增加后减小的趋势;氨酯羰基氢键解离活化能变大,氢键趋于完善;硬段相长程有序结构熔融焓减小,脲羰基氢键完善程度下降。     

高相对分子质量膨胀型阻燃剂的合成及在聚氨酯阻燃中的应用

为了改善热塑性聚氨酯的阻燃性能,并尽量减小阻燃剂对其力学强度的影响,本文以三氯氧磷、季戊四醇(PER)、硫氰酸钾(KSCN)和1,3-丙二胺为原料合成了一种螺环状膨胀型高分子阻燃剂ISPDP,并采用核磁共振氢谱、红外光谱和凝胶渗透色谱对其结构进行了表征。热失重分析表明,ISPDP对热塑性聚氨酯具有明显促进成炭的作用。通过极限氧指数(LOI)和垂直燃烧(UL-94)对阻燃热塑性聚氨酯(ISPDPTPUs)体系进行燃烧测试,结果表明随着ISPDP添加量的增加,LOI增长显著,当达到最佳添加量15%时,LOI可以达到33,垂直燃烧等级为UL-94 V-0。扫描电镜对ISPDPTPUs燃烧后炭层表面研究结果显示,随着ISPDP添加量的增大,炭层表面变得更加致密。力学性能测试结果显示,ISPDP最优添加量15%时其拉伸强度略有增加,弹性模量大幅度增强,断裂伸长率仍可保持65%。     

丙烯酸聚氨酯涂层在高湿热海洋大气环境中的老化行为

为研究丙烯酸聚氨酯涂层在高湿热海洋大气中的环境适应性及老化规律,在海南西沙永兴岛对其开展户外大气暴露试验。通过傅里叶红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)、电化学阻抗谱(EIS)、扫描电子显微镜(SEM)等手段分析了不同老化时间下的涂层性能变化情况。结果表明:经过18个月的西沙永兴岛户外大气暴露试验,丙烯酸聚氨酯防护涂层主要宏观性能变化为粉化3级,推测氨基甲酸酯键(-NHCOO-)发生断裂,导致涂层致密性下降和综合防护性能降低。     

水性异氰酸酯改性石墨烯/聚氨酯复合乳液防腐性能研究

通过逐步聚合反应将异氰酸酯功能化石墨烯(IGN)接枝到水性聚氨酯(WPU)链段中,制备得到水性异氰酸酯改性石墨烯/聚氨酯纳米复合乳液(IGN/WPU)。通过傅里叶变换红外的光谱(红外光谱)、原子力显微镜(AFM)、扫描电镜(SEM)对氧化石墨烯(GO)、IGN、WPU及IGN/WPU复合材料的结构进行表征,并研究了IGN含量对复合乳液作为金属防腐涂层性能的影响。结果表明,随IGN含量增加,涂层硬度提高,水蒸气透过率下降,防腐效率增大。当m(IGN)=1%(质量分数)时,涂层硬度达到了2H,水蒸气透过率降低到51.98g/m2·h,与空白样相比防腐效率提高了94.70%。     

热塑性含氟聚氨酯弹性体的制备与性能

以聚酯多元醇、4,4′-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)和六氟双酚A为原料,采用一步法合成了一系列热塑性含氟聚氨酯弹性体(F-TPU),采用红外光谱(FT-IR)、凝胶渗透色谱(GPC)、动态力学分析(DMA)、原子力显微镜(AFM)等分析方法对其组成和结构进行了表征,研究了聚氨酯分子结构参数与其力学性能关系。结果表明,所制备的F-TPU具有较高分子量、力学性能及阻尼性能,由于氟元素的引入使其表面张力相对TPU降低,并存在明显的软硬段微相分离结构。     

新型水分散有机硅-聚氨酯共聚物的结构与性能

合成出含量为0%~12%的以二端羟丁基聚二甲基硅氧烷(DHPDMS)为部分软链段的新型水分散有机硅-聚氨酯共聚物(DHPDMS-PU)。NMR和FT-IR分析表明DHPDMS链段已被化学键入共聚物分子链中。比较透射和全反射衰减红外光谱发现,在含硅氧烷软链段的试样中,硅氧烷在成膜过程中逐渐向膜表面扩散,从而使材料具有较好的表面性能。随DHPDMS含量升高,DHPDMS-PU膜的水接触角增大,表面能减小;当DHPDMS含量超过7%时接触角渐趋于恒定。由分峰拟合发现氢键化的N-H含量随DHPDMS的增加而降低。     

有机硅改性聚氨酯的合成及其表面性能

以2,4-甲苯二异氰酸酯、二端羟丁基聚二甲基硅氧烷(DHPDMS)、聚四氢呋喃醚二醇、1,4-丁二醇为主要原料合成了系列的有机硅改性聚氨酯(Si-PU)。红外光谱测试表明DHPDMS已被化学键入聚氨酯分子链中。随DHPDMS含量升高,Si-PU接触角增大,表面张力减小;DHPDMS含量超过5%时,二者渐趋于恒定。随温度升高,Si-PU接触角增大;超过50℃后,接触角渐趋于恒定。DHPDMS含量越高,接触角趋于恒定时的温度越低。研究表明,DHPDMS含量为5%时,Si-PU具有较好的表面与力学性能。     

室温固化聚醚型聚氨酯弹性体的制备及研究

以可再生资源蓖麻油为起始剂环氧丙烷开环聚合的聚醚多元醇、聚丙二醇醚多元醇、TDI、MOCA等为主要原料,采用半预聚物法,室温固化制备双组分浇注型聚氨酯弹性体(CPUE).对该新型聚氨酯弹性体进行了红外光谱测试,结果表明其分子结构中含有氨基甲酸酯基、醚键等基团的特征吸收峰;通过力学性能测试,原料中聚醚多元醇的种类、NCO基质量分数的改变都会引起弹性体性能的差异,这些差异存在一定的规律性;DSC差示扫描结果表明,聚氨酯弹性体分子链中硬段含量升高,玻璃化转变温度(Tg)升高;利用热重分析(TG)研究了其耐高温性能,结果表明硬段含量和扩链剂种类都会影响PUE的热稳定性.     

PA66短纤维用于提高聚甲基乙撑碳酸酯力学与热学性能的研究

聚甲基乙撑碳酸酯(PPC)分子间作用力较低、力学和热学性能较差,通过双螺杆挤出制备PPC/PA66短纤维复合材料,促进PA66短纤维与PPC形成氢键作用力,有利于提高PPC材料的综合性能。红外光谱分析结果表明PA66短纤维的羰基与PPC分子链中的羟基之间形成了氢键,PA66短纤维的引入提高了PPC的力学性能和热学性能。当短纤维含量为20%(质量分数)时,复合材料的缺口冲击强度提高了315.8%,初始分解温度和玻璃化温度分别提高了32.2和3.8℃。当短纤维含量继续增加至30%(质量分数)时,由于高含量的纤维之间容易发生团聚,导致复合材料的力学性能略有下降。PPC力学和热学性能的显著提高,主要原因是氢键作用力的形成和PA66短纤维受力后发生的拉丝形变所引起。     

用FTIR,ESR研究全热塑性聚氨酯的氢键作用及断裂机理

我们合成了两种氢键强度不同的全热塑性聚氨酯弹性体,凭借FTIR测定了氢键在不同温度时的位移状况,计算了氢键的长度,并用ESR、FTIR测定了两种材料的断裂谱。结果表明,具有强氢键的材料在拉伸断裂时产生了少量主链的断裂,其断裂处在PPG的C—O键上,断键后形成了一个四元环醚结构。     

掺Fe酚醛树脂合成及其催化石墨化研究

以二茂铁、苯酚、甲醛和草酸为原料,合成了掺Fe热塑性酚醛树脂;红外光谱(FTIR)结果表明,掺Fe酚醛树脂为线型酚醛树脂.利用X射线衍射( XRD)研究了Fe掺入比、炭化温度对酚醛树脂石墨化度的影响,利用扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对酚醛树脂炭微观结构进行了表征.结果表明:当炭化温度为600℃时,酚醛树脂炭有明显的石墨化碳(002)峰,Fe元素的掺人大大降低了酚醛树脂炭石墨化温度;在600～1200℃内,酚醛树脂炭石墨化度随着炭化温度和Fe掺人比的升高而增大;掺Fe酚醛树脂炭基体中有石墨化碳纳米管生成.     

纸张与TDI气体接枝共聚及其机理的研究

研究了滤纸与甲苯-2,4-二异氰酸酯(TDI)气体反应合成聚氨酯材料的方法及其反应机理.采用化学分析、红外光谱和电子显微镜观察相结合的方法,分析了聚氨酯化后滤纸的化学及物理特性以及聚氨酯结构的形成机理.研究结果表明:滤纸经聚氨酯化处理后,可以使纸张中的纤维之间产生氨基甲酸酯结构的连接,从而大幅度提高了纸张的物理性能,尤其是湿强度和施胶度,为纸张在包装、建筑等工农业生产中开辟更为广阔的前景.