有机微球/聚氨酯复合材料的合成及阻尼性能研究

采用聚醚多元醇和二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)为基材合成了聚醚型聚氨酯弹性体,通过物理力学性能和动态力学性能测试研究了多元醇、异氰酸根(—NCO)、扩链剂对聚氨酯弹性体性能的影响以及有机微球填料对复合材料性能的影响。结果表明:多元醇选用PTMG—1000与PPG-210,其质量比为60∶40时弹性体具有良好的阻尼性能。随着预聚体中—NCO含量增加,材料的强度以及刚性增大,但柔顺性降低,阻尼性能也逐渐降低,当—NCO质量分数为5%时,材料的阻尼性能最好。扩链剂BDO与TMP并用时,随着TMP用量增加,材料的阻尼性能提高。适量有机微球的加入可明显改善聚氨酯材料的阻尼性能。     

PCL/MDI体系聚氨酯弹性体力学性能的研究

以聚己内酯二醇(PCL)和4,4′-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)为原料,用二元醇1,4-丁二醇(BDO)和三元醇(TMP)混合物作扩链剂制备了聚氨酯(PU)弹性体,研究了预聚体NCO基含量、扩链剂用量和扩链系数对聚氨酯弹性体力学性能的影响。结果表明,聚氨酯弹性体的硬度、模量和强度随预聚体NCO基含量的增加而增加,扩链剂三元醇质量分数超过20%后,弹性体力学性能下降幅度较大,扩链系数大于0.95时,聚氨酯的力学性能急剧降低。     

主链含亲水基团的聚氨酯力学性能和形状记忆性能的研究

采用自乳化法,用聚酯二元醇、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二羟甲基丙酸(DMPA)、乙二胺(EDA)、三羟甲基丙烷(TMP),1,4-丁二醇(BDO)等单体合成脂肪族水性聚氨酯。探讨了NCO/OH摩尔比、TMP含量、扩链剂种类对聚氨酯胶膜力学性能和形状记忆性能的影响。结果表明:加入TMP后,聚氨酯形成化学交联,拉伸强度得到改善,并随着TMP含量的增加而增大;由于物理交联与化学交联的协同作用,交联型聚氨酯形状记忆性能良好;当NCO/OH摩尔比为1.4,DMPA含量为6%,TMP含量为1%时,聚氨酯胶膜的形状固定率为87.62%,形状回复率为98.10%。     

耐溶剂聚氨酯弹性体性能之研究

采用预聚物法合成耐溶剂聚氨酯弹性体。考察了聚酯多元醇的配比、游离ω(-NCO%)含量变化以及扩链剂并用等因素对耐溶剂聚氨酯性能的影响。结果表明,随着聚酯多元醇76A用量的增加、扩链剂TIPA用量的提高,制品的力学性能和耐溶剂性能提高,TMP(三羟甲基丙烷)能有效降低制品的硬度;预聚物中游离ω(-NCO%)的含量对制品力学性能有重要影响。     

交联固化型聚氨酯电泳树脂的制备与性能

以低聚物多元醇、异氟尔酮二异氰酸酯(IPDI)、三羟甲基丙烷(TMP)为主要原料,N-甲基二乙醇胺(MDEA)为亲水性扩链剂,1,4-丁二醇(BDO)和E-12环氧树脂为扩链剂合成出端羟基阳离子自乳化型聚氨酯树脂,以IPDI、TMP、MDEA、BDO、甲乙酮肟(MEKO)为原料制备阳离子型封端交联剂,二者混合剪切乳化成电泳树脂,通过电泳工艺制备成膜。研究了TMP和E-12环氧树脂的用量、乳液固含量以及中和度对漆膜性能的影响。结果表明,TMP在树脂中的质量分数为0.49%、E-12环氧树脂在树脂中的质量分数为2.33%、乳液固含量为15%、树脂中和度为100%时,能较好地改善漆膜的表观和性能。     

遇水膨胀聚氨酯弹性体的制备与性能研究

以甲苯二异氰酸酯(TDI)、混合型亲水聚醚多元醇、三羟甲基丙烷(TMP)、1,4-丁二醇(BDO)和3,3'-二氯-4,4'-二氨基-二苯基甲烷(MOCA)等为主要原料,采用预聚体法合成了双组份遇水膨胀聚氨酯弹性体。研究了聚醚多元醇配比,异氰酸酯含量,扩链剂种类及配比等对弹性体性能的影响。结果表明:当聚乙二醇/聚丙二醇质量比是80/20,游离异氰酸酯质量分数是4.2Wt%时,弹性体的综合性能好;用TMP/MOCA作混合扩链剂比TMP/BDO作混合扩链剂的弹性体机械性能好。     

二醇扩链剂对聚醚聚氨酯弹性体性能的影响

研究了以乙二醇、一缩二乙二醇、1,4-丁二醇和1,6-己二醇作为扩链剂对聚醚聚氨酯弹性体性能的影响。结果表明,扩链剂链长越短,弹性体的微相分离程度和力学性能越好;以BDO扩链为例,随其用量的增加,弹性体的性能提高,达到一定值后再增加用量性能反而下降;混合扩链剂有助于聚氨酯弹性体综合性能的提高。     

基于MDI浇注型聚氨酯弹性体密封材料的研制

采用预聚体法以四氢呋喃均聚醚（PTMG）、4,4′-二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）和1,4-丁二醇（BDO）或三羟甲基丙烷（TMP）与BDO混合的扩链剂合成了聚氨酯（PU）弹性体。研究了软段相对分子质量、预聚体NCO基质量分数和扩链剂的用量对聚氨酯弹性体力学性能的影响。实验结果表明：在硬度相同时,PTMG相对分子质量为2000聚氨酯弹性体的撕裂强度、拉断伸长率和冲击弹性高。PU弹性体硬度、撕裂强度和定伸应力随预聚体NCO基相对质量分数增加而增加。用少量三元醇交联的弹性体与完全用二元醇扩链的弹性体相比,定伸应力高,永久变形好。     

TIPA/BDO扩链的聚氨酯弹性体力学性能的研究

以聚酯(PEA、PEPA)或聚醚(PTMG)和TDI为原料合成聚氨酯(PU)预聚体,用三异丙醇胺(TIPA)和1,4-丁二醇(BDO)的混合物作扩链剂制备PU弹性体。讨论了软段相对分子质量、弹性体交联点相对分子质量和扩链剂的种类对PU弹性体性能的影响。结果表明,PU弹性体的硬度、拉伸强度、300%模量和撕裂强度随软段相对分子质量的增加而下降,而伸长率和冲击弹性随软段相对分子质量的增加而增加;交联点相对分子质量为6600时,PTMG2000为软段的PU弹性体的拉伸强度最高,达到28.44MPa;与TMP/BDO扩链的聚酯型PU弹性体相比,TIPA/BDO扩链的弹性体的拉伸强度、伸长率和撕裂强度均较高,而硬度、300%模量和冲击弹性差异不大。     

扩链交联剂对水性聚氨酯乳液性能的影响

分别以一缩二乙二醇(DEG)、乙二醇(EG)、1,4-丁二醇(BDO)、乙二胺(EDA)及三羟甲基丙烷(TMP)为扩链交联剂,液化MDI为异氰酸酯组分,聚醚二醇(PPG)为低聚物多元醇组分,采用预聚体法制备了一系列水性聚氨酯(WPU)。通过万能材料试验机、热重分析(TG)、差示扫描量热仪(DSC)等表征手段研究了扩链交联剂对水性聚氨酯乳液及胶膜性能的影响。结果表明:BDO型WPU乳液粒径最小,黏度最大,稳定性最好;TMP型WPU胶膜具有最大拉伸强度,DEG型WPU胶膜具有最大断裂伸长率;TMP型WPU胶膜耐热性最好。     

阳离子水性聚氨酯的合成与性能

采用不同聚合工艺对5种聚酯或聚醚二元醇、4种二异氰酸酯与N.甲基二乙醇胺亲水扩链剂合成阳离子水性聚氨酯进行了研究.结果表明,多元醇中加入亲水扩链剂后再加入多异氰酸酯进行加成聚合的工艺有较好的适用性,可制备稳定的阳离子水性聚氨酯.在35℃下进行水分散所得阳离子聚氨酯的乳液性能和膜力学性能好于70℃水分散的聚氨酯,其中拉伸强度最大可提高3倍以上.对不同亲水扩链剂含量和硬段含量的阳离子水性聚氨酯的研究表明,硬段含量达到30%(ω)以上时,亲水扩链剂用量增加,乳液的粒径变小,稳定性增加,聚氨酯膜的拉伸强度提高.由热性能分析可知,硬段含量达40%(ω)以上时,水性阳离子聚氨酯膜中的软、硬段有序结构被破坏,而其玻璃化转变温度在15℃以上.     

聚氨酯/碳纳米管复合材料的制备与表征

采用预聚体法制备了聚氨酯/碳纳米管(PU/CNTs)复合材料,考察了该复合材料中CNTs含量对复合材料电性能、力学性能和热性能的影响及复合材料的微观结构。结果表明,碳纳米管在聚氨酯体系中能够较好地分散;扩链/交联剂对PU/CNTs复合材料的导电性能影响较大,TMP比MOCA交联的PU/CNTs复合材料导电性能好;用TMP作交联剂制备的PU/CNTs复合材料的力学性能明显低于以MOCA为扩链剂的PU/CNTs复合材料的力学性能;随着CNTs的加入,PU/CNTs复合材料储能模量和耗能模量明显增加,复合材料的阻尼性能大幅度提高。     

聚氨酯弹性体结构对阻尼性能及力学性能的影响

以不同相对分子质量的聚氧化丙烯二醇(PPG)为软段,不同异构体的二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI),以及扩链剂新戊二醇(NPG)、三羟甲基丙烷(TMP)、1,4-丁二醇(BDO)为硬段,采用预聚法合成了聚氨酯弹性体,并对其损耗因子(tanδ)与力学性能进行了测试。结果表明:随着4,4’-MDI含量的增加,聚氨酯弹性体的tanδ曲线峰高降低,即阻尼性能下降,力学性能提高;随着2,4-TDI含量的增加,阻尼性能提高,力学性能降低;扩链剂TMP含量增加,tanδ峰向高温方向移动;扩链剂NPG含量增加,阻尼性能提高;软段相对分子质量增大,tanδ峰向低温移动,PPG相对分子质量从400增加到2 000时,tanδ峰的位置从80℃变化到-20℃左右。     

聚氨酯微孔弹性体材料的制备与性能

以聚四氢呋喃二醇PTMG1000、MDI、液化MDI(100L)、三羟甲基丙烷(TMP)、乙二醇(EG)、催化剂A33和水等为原料采用半预聚法合成了聚氨酯微孔弹性体材料,考察了不同异氰酸酯配比、NCO含量、扩链剂/交联剂配比及水用量对材料性能的影响。结果表明,适当地提高材料中100L、TMP含量或提高NCO基的含量均可提高材料力学强度;水用量增加,材料各项性能有所降低。     

阳离子型水性聚氨酯合成及力学性能研究

采用异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚四氢呋喃醚二醇(PTMG1000)、N-甲基-二乙醇胺(MDEA)等为主要原料,合成了阳离子型聚氨酯乳液,考察了nNCO/nOH、阳离子亲水性扩链剂MDEA用量及交联剂三羟甲基丙烷(TMP)用量对聚氨酯胶膜力学性能的影响,并采用红外光谱、热失重等手段对聚氨酯胶膜进行了分析。结果表明,当nNCO/nOH为1.4、MDEA质量分数8.54%、TMP质量分数为1.61%时,所得阳离子聚氨酯胶膜的力学性能较好,热稳定性能较高。     

吸氧型无溶剂聚氨酯胶黏剂性能研究

以端羟基聚丁二烯(HTPB)和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为原料,制备了聚氨酯胶黏剂预聚体,研究了扩链剂对聚氨酯力学性能及吸氧催化剂对聚氨酯吸氧性能的影响,并分析了吸氧机理。结果表明:随着扩链剂用量的增加,聚氨酯的拉伸强度和硬度提高,而其断裂伸长率呈先提高后降低的趋势,丙三醇的扩链作用优于1,4-丁二醇(BDO);硬脂酸钴作为催化剂时聚氨酯的吸氧量较高;材料的吸氧量、吸氧速率均随硬脂酸钴用量的增加而提高,而乙酸钴用量的增加对提高材料吸氧量没有明显效果。     

PEPA/MDI体系聚氨酯弹性体力学性能的研究

以聚已二酸乙二醇丙二醇酯（PEPA）、4，4＇-二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）为原料，用1，4-丁二醇（BDO）扩链剂或混合扩链剂制备了聚氨酯（PU）弹性体。讨论了预聚体NCO基质量分数、扩链剂和催化剂用量对聚氨酯弹性体力学性能的影响；同时，比较了MDI／BDO体系与2，4-甲基二异氰酸酯／3，3＇-二氯-4，4＇-二胺基二苯甲烷（TDI／MOCA）体系的性能。结果表明，聚氨酯弹性体的硬度、模量和强度随预聚体NCO基含量增加而增加;提高扩链剂的三元醇含量，弹性体力学性能呈下降趋势;MDI／BDO体系的扯断伸长率和撕裂强度比TDI／MOCA体系高。     

IPDI基聚酯型聚氨酯弹性体性能的研究

以聚丁二酸羟基特戊酸新戊二醇单酯酯(PHPS)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和不同的二胺扩链剂采用二步法合成聚酯型聚氨酯(PU)阻尼材料,并对其阻尼性能和力学性能进行了测试。结果表明:扩链剂对聚酯型聚氨酯阻尼材料的动态力学性能影响很大,通过改变扩链剂的品种来改变聚氨酯大分子的硬段结构,最终导致硬段间相互作用的改变。降低扩链系数(α),可提高聚氨酯材料的阻尼因子(tanδ),拓宽阻尼温域。因此选择适宜的扩链剂及扩链系数对调节聚氨酯弹性体的阻尼温域具有一定的意义。     

聚醚型芳香族水性聚氨酯乳液的制备和性能研究

以甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚醚二醇(N210)为主要原料,二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水性扩链剂,1,4-丁二醇(BDO)和乙二胺(EDA)为小分子扩链剂,采用预聚体法合成了系列聚醚型芳香族水性聚氨酯乳液。讨论了中和度、乳化时加水速度、乳化扩链温度、乙二胺(EDA)加入量对聚氨酯乳液及胶膜性能的影响。结果表明,中和度控制在100%,乳化时加水速度控制在100mL/min,乳化和扩链温度控制在0～5℃、EDA用量为扩链剂理论用量的60%时,所得到的聚醚型芳香族水性聚氨酯乳液及胶膜综合性能最好。     

水性聚氨酯原料的选择

详细介绍了制备水性聚氨酯所需的原料，包括聚多元醇(聚酯／聚醚)、二异氰酸酯、亲水扩链剂、交联剂、扩链剂、溶剂、成盐剂及催化剂。并对原料种类、用量多少的选择对制得的水性聚氨酯性能的影响进行了详细的论述。