软段对热塑性聚氨酯弹性体结构及性能的影响

以二苯基甲烷-4,4′-二异氰酸酯(MDI)和扩链剂1,4-丁二醇(BDO)为聚氨酯弹性体硬段(控制硬段质量分数32%),以实验室自制聚己二酸乙二醇酯二醇(PEA)和聚己二酸乙二醇丙二醇酯二醇(PEPA)为软段,经预聚体法合成不同结构的热塑性聚氨酯弹性体(TPU)。研究了弹性体软段部分对其硬度、力学性能和结晶性能的影响。结果表明,控制热塑性聚氨酯弹性体硬段部分不变,改变软段,材料硬度变化不大;软段聚酯二元醇随其相对分子质量的增加,TPU力学性能和结晶性能均增强;研究不同PG含量的软段PEPA-TPU发现,当PG质量分数为10%时,TPU力学性能与结晶性能最好。     

水性聚氨酯鞋用胶的制备及性能

以六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚己二酸丁二醇酯二醇(PBA)和二羟甲基丁酸(DMBA)为主要原料,合成了水性聚氨酯(WPU)鞋用胶。研究结果表明:当R=[n(—NCO)︰n(—OH)]=(1.2~1.4)︰1、w(DMBA)=1.0%(相对于WPU鞋用胶质量而言)时,合成的WPU鞋用胶之综合性能相对最好,其固含量较高、初始黏度较大、吸水率较低、剥离强度较高且储存稳定性较好。     

软段含离子基团的聚醚型水性聚氨酯性能研究

以聚四氢呋喃醚二醇(PTMG)、二羟甲基丙酸(DMPA)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为基本原料,采用预聚体法以分子设计的方式合成了具有不同R[即n(—NCO)/n(—OH)]值且软段含有离子基团的聚醚型WPU(水性聚氨酯)。研究结果表明:当w(DMPA)=5%(相对于WPU质量而言)、中和度为100%时,随着R值的不断增加,WPU胶膜的干燥速率常数呈先降后升态势,拉伸剪切强度呈先升后降态势,初始失重温度有所下降,但耐水性和拉伸强度增强;当R=1.10时,WPU胶膜的力学性能、耐水性和粘接性能俱佳。     

离子基团位置对水性聚氨酯性能的影响

以聚碳酸酯二醇(PCDL)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)和二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)作为主要原料,二羟甲基丁酸(DMBA)作为亲水扩链剂,采用预聚体分散法合成了离子基团分别位于软段、硬段的WPU(水性聚氨酯)。研究结果表明:S-WPU(离子基团位于软段的WPU)具有干燥速率较快、黏度较高和粒径较小等特点,由其制成的WPU胶膜具有良好的粘接性能、力学性能和耐水性。     

可控降解聚氨酯弹性体的合成和水解性能研究

分别以聚己二酸乙二醇酯二醇(PEA)或聚己二酸丁二醇酯二醇(PBA)为软段,4,4′-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)和1,4-丁二醇(BDO)为硬段,采用一步法合成2种聚氨酯弹性体(PUE).研究了软段种类、酸添加剂种类和用量对PUE水解的影响.结果表明:由PBA软段合成PUE的100％定伸强度、拉伸强度、断裂伸长率、...     

卡基材料用水性聚氨酯覆膜胶的合成及应用

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚己二酸丁二醇酯(PBA)、聚氧化丙烯二醇(PPG)、聚四氢呋喃二醇(PTMG)、二羟甲基丁酸(DMBA)和甲基丙烯酸-β-羟乙酯(HEMA)等为主要原料,合成了卡基材料用阴离子型WPU(水性聚氨酯)覆膜胶。研究结果表明:采用单因素试验法优选出制备WPU覆膜胶的最优配方是初始R=n(-NCO)/n(-OH)=4、m(PPG):m(PTMG):m(PBA)=10:20:70、w(DMBA)=5.5%和w(HEMA)=4.5%(相对于预聚体用原料总质量而言),此时活泼的-NCO基已被封闭,羟基丙烯酸酯已成功引入到WPU大分子链中;与普通WPU覆膜胶相比,由最优配方制成的WPU覆膜胶的固含量(41%)较高、剥离强度较大且稳定性较佳,将其应用于卡基材料中,可得到高剥离强度和高耐湿热老化性能的覆膜色卡。     

高固含量水性聚氨酯的合成及工艺研究

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚己二酸乙二醇酯(721)、聚四氢呋喃二醇(PTHF)为基本原料,以2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)和磺酸盐(HSJ)为亲水扩链剂,采用自乳化和外乳化相结合的方法合成阴离子型高固含水性聚氨酯乳液;考察了R值、聚酯/聚醚(—OH物质的量)比、DMPA、磺酸扩链剂和外乳化剂用量对乳液性能的影响。结果表明:R值为1.4,聚酯/聚醚(—OH物质的量)比为2:1,DMPA用量为1.6%,磺酸扩链剂为0.25%,外乳化剂用量为1.6%时,合成的乳液固含量可高达55%,黏度低,力学性能优异。     

高固含量复合软段水性聚氨酯的性能研究

通过直接酯化-缩聚工艺,在聚已二酸-1,4-丁二醇酯二醇(PBA)的聚合酯化过程中加入第3组分间苯二甲酸二酯-5-磺酸(SIPM),合成了一种带有磺酸基团的改性PBA。并以该PBA与聚已内酯二醇(PCL)为复合软段、异氟尔酮二异氰酸酯(IPDI)为硬段以及2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水扩链剂,通过改变改性PBA与PCL的比例,制备了一系列磺酸/羧酸型水性聚氨酯(WPU),并考查了其各项性能。结果表明,当改性PBA占复合软段总质量的5%时,产品固含量可达51.9%,初粘力为2.87 N/mm,终剥离强度为6.00 N/mm,胶膜断裂伸长率为557.25%,各项性能均超出国标要求。TG测试表明,胶膜的热稳定性良好,乳液常温贮存稳定性大于180 d。TEM观察产品乳液粒子分布较均匀,粒径为10～50 nm。     

无溶剂法合成高固含量水性聚氨酯

以混合二异氰酸酯[六亚甲基二异氰酸酯(HDI)/异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)]和聚己二酸丁二醇酯(PBA-2000)为基本原料、二羟甲基丁酸(DMBA)为亲水性单体[代替目前常用的二羟甲基丙酸(DMPA)]、三乙胺(TEA)为中和剂和乙二胺(EDA)为扩链剂,反应过程中不添加有机溶剂和催化剂,采用先乳化后扩链的预聚体分散法制备了固含量为50%左右的水性聚氨酯(WPU)。采用单因素试验法优选出制备WPU乳液的较佳工艺条件。结果表明:当R=n(-NCO)∶n(-OH)=1.88∶1、w(DMBA)=4.1%和n(EDA)∶n(-NCO)=0.37∶1时,WPU胶膜的强度(拉伸强度为23 MPa)和韧性(断裂伸长率为740%)俱佳。     

聚酯聚醚混合二元醇对水性聚氨酯性能的影响

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和异佛尔酮二胺(IPDA)为硬段,分别以聚四氢呋喃二醇(PTMEG2000)、聚己二酸新戊二醇酯二醇(PNA2000)及其混合物为软段,制备了系列水性聚氨酯(WPU)乳液。通过ATR-FTIR对聚氨酯结构进行了表征分析,采用拉伸测试、热失重分析、动态力学分析及耐水性测试等手段对WPU胶膜性能进行了研究,探讨了不同软段结构对WPU胶膜性能的影响。结果表明:聚酯聚醚混合型水性聚氨酯的力学性能优于单一软段水性聚氨酯,其中PTMEG与PNA质量比为2∶1时力学性能最好;PTMEG型WPU胶膜的初始分解温度高于PNA型WPU胶膜,失重50%时分解温度相反;PTMEG型WPU胶膜的耐水性好于PNA型WPU胶膜。     

聚酯/聚醚混合型水性聚氨酯的合成及性能

以聚己二酸丙二醇酯(PPA)和聚四氢呋喃醚二醇(PTMG)为混合软段合成阴离子型水性聚氨酯(WPU),探讨了PPA与PTMG的摩尔比对WPU膜的伸长率及耐水性的影响。结果表明,随着PPA与PTMG的摩尔比的减少,合成的WPU成膜后的伸长率增加,拉伸强度有所降低,耐水性增强。     

高固含量无溶剂水性聚氨酯的制备

在不加任何溶剂的条件下,以二羟甲基丁酸(DMBA)作为亲水扩链剂、用异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚己二酸丁二醇酯二醇(PBA)或聚四氢呋喃二醇(PTMG)、丁二醇(BDO)为原料,合成了高固含量无溶剂水性聚氨酯,研究了亲水扩链剂含量、异氰酸酯指数(R值)、软段种类及分子量对水性聚氨酯合成过程中的相转变及其黏度和固含量的影响,并用核磁共振碳谱(~(13)C-NMR)对最终合成的水性聚氨酯进行了结构分析。结果表明,DMBA含量、R值及软段的种类和分子量对体系的相转变有明显影响,DMBA质量分数在3.3%~4.3%、R值在1.4~1.7之间时,可制得高固含量、无溶剂水性聚氨酯,PBA更适合用于高固含量无溶剂水性聚氨酯的合成。     

亲水基团对水性聚氨酯性能的影响

对亲水基团在水性聚氨酯(WPU)中的作用及对性能的影响进行了概述.采用二羟甲基丁酸(DMBA)合成WPU的操作工艺性佳,有其潜在的应用前景.磺酸系WPU适用于较宽的pH范围,且具有优良贮存和耐水解等特性,磺酸系亲水化合物与羧酸基复配使用,亲水化合物总用量减少,产物WPU的性能更佳.     

新型热塑性聚氨酯弹性体的结构与性能

以聚己二酸乙二醇丙二醇酯(PEPA)、环氧乙烷/四氢呋喃无规共聚醚(PET)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)以及二羟甲基丙二酸二乙酯(DBM)为原料采用熔融预聚法合成了侧链含有酯基的热塑性聚氨酯弹性体(TPUE)。用傅立叶变换红外(FTIR)、凝胶渗透色谱(GPC)、差示扫描量热分析(DSC)和拉伸实验对聚氨酯弹性体的结构和性能进行了表征。结果表明,合成的热塑性聚氨酯弹性体具有较高的相对分子质量(Mn8×104),相对较低的软段玻璃化转变温度(Tg-56℃),具有一定的低温力学性能,并且当硬段质量分数为50%～60%时,呈现较好的力学性能(σm18MPa,εb500%)。在改性双基推进剂中引入TPUE,推进剂的低温力学性能明显提高,高温强度稍有降低。     

软硬段比对磺酸盐型水性聚氨酯性能的影响

以聚己二酸乙二醇酯二醇(PBA)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和六亚甲基二异氰酸酯(HDI)为主要原料,以乙二胺基乙磺酸钠为亲水性扩链剂,合成了固含量为50%的磺酸盐型水性聚氨酯(WPU)乳液。考察了软硬段比对乳液黏度、粒径及其分布、聚合物重均相对分子质量(Mw)、胶膜结晶性以及力学性能等影响。结果表明:当软硬段比值为2.96时,可以制得固含量为50%的磺酸盐型WPU乳液,其平均粒径为146.0 nm、黏度为143 mPa.s,聚合物Mw为128 488,结晶熔融温度为50℃,结晶性相对最好;此时WPU胶膜的拉伸强度(31.6 MPa)和断裂伸长率(1 702%)相对较大;WPU胶粘剂的初始剥离强度(118.6 N/cm)和最终剥离强度(156.3 N/cm)相对最高。     

聚己二酸二元醇酯合成研究与表征

以己二酸、1,2-丙二醇、1,3-丁二醇和1,4-丁二醇为原料,钛酸四正丁酯为催化剂,2-乙基己醇为封端剂,经酯化、缩聚合成己二酸系列聚酯产品.考察了反应时间、催化剂、原料配比和封端剂用量等因素对聚己二酸类酯合成的影响.采用旋转黏度计、红外光谱仪(IR)、核磁共振仪(1H-NMR,13CNMR)、凝胶渗透色谱(GPC)和热重分析仪(TG-DSC)分别对产物的黏度、结构、分子量和热稳定性进行了系统的表征,实验表明:合适的反应条件为聚己二酸1,2-丙二醇酯原料二元醇/二元酸的摩尔比为1.14:1、催化剂为原料总量的0.03%、反应温度为200～220℃、反应时间为6 h,此时产物分子量为1.90×103 ,分布指数为1.4、聚合度n为10的聚酯.聚己二酸1,2-丙二醇酯、聚己二酸1,4-丁二醇酯和聚己二酸1,3-丁二醇酯的分解温度为334℃、349℃和358℃,产物具有较高的热稳定性.     

PEA/PCL型聚氨酯弹性体的性能研究

采用预聚法制备混合软段聚氨酯弹性体,考察了以聚己二酸乙二醇酯二醇(PEA)、聚己内酯二醇(PCL)及不同比例的PEA/PCL混合物为软段得到的聚氨酯材料的力学性能及微相分离。结果表明,与以纯PEA为软段的聚氨酯弹性体相比,以混合软段制备的聚氨酯在保持PEA型聚氨酯力学性能的基础上,其微相分离好于PEA型聚氨酯,同时常温至80℃的储能模量提高。     

新型磺酸盐水性聚氨酯乳液的合成及其性能研究

以聚己二酸乙二醇酯二元醇、甲苯二异氰酸酯、乙二胺基己磺酸钠(N60)等为主要原料,制备了一系列不同N60用量的磺酸盐型水性聚氨酯(WPU)乳液。研究了N60用量对WPU乳液及其胶膜性能的影响,并通过FT-IR、TEM、TGA等方法进行表征。结果表明,磺酸盐型WPU乳液的贮存、冻融、高温稳定性均较好。随N60用量的增加,磺酸盐型WPU乳液粒径先减小后增大,粒径分布变窄,胶膜的拉伸强度、吸水率呈上升趋势、断裂伸长率下降。TEM图显示微粒分散性好,呈球形;相对于羧酸型WPU,磺酸盐型WPU胶膜的拉伸强度提高,热稳定性更好。     

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。     

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%。