基于NaOH中和剂制备羧酸型水性聚氨酯及其性能分析

以二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水扩链剂，与异佛尔酮二异氰酸酯、聚己二酸-1,4-丁二醇酯二醇等反应合成聚氨酯预聚体，以NaOH为中和剂，制备了一系列羧酸型水性聚氨酯(WPU)。通过观察乳液外观，测试乳液的粒径和离心稳定性及胶膜的傅里叶变换红外光谱(FTIR)、力学性能、水接触角和吸水率，探究了DMPA含量对基于NaOH中和剂的水性聚氨酯性能的影响。结果表明，采用NaOH作为中和剂制备稳定的WPU乳液，并且，随着预聚体中亲水基团含量的增加，乳液的平均粒径和胶膜的水接触角逐渐减小，水性聚氨酯膜的拉伸强度逐渐增大，当亲水基团含量为1.1%时，WPU乳液粒径为43.95 nm,胶膜拉伸强度为51.85 MPa。     

DDI/IPDI型水性聚氨酯胶黏剂的合成及性能研究

以聚四氢呋喃醚二醇(PTMEG)、二聚酸二异氰酸酯(DDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为主要原料合成了一系列水性聚氨酯(WPU),探究了m(DDI)/m(IPDI)的配比对水性聚氨酯乳液粒径、胶膜接触角、表面能和力学性能等的影响.结果 表明,随着DDI含量的增加,聚氨酯乳液粒径及黏度逐渐增加,胶膜的拉伸强度下降,...     

蓖麻油改性磺酸型水性聚氨酯性能研究

采用蓖麻油、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚己内酯二元醇(PCL)和1,4-丁二醇(BDO)为主要原料,以乙二胺基乙磺酸钠(AAS)为亲水基,合成了一系列由蓖麻油改性的磺酸型水性聚氨酯乳液,并固化成膜。通过FT-IR、粒径测试、吸水率与接触角测定、力学性能测定、TG等手段研究了蓖麻油含量对水性聚氨酯乳液与胶膜的影响。结果表明:蓖麻油成功接入聚氨酯分子主链中;随着蓖麻油含量的增加,乳液粒径逐渐增大;胶膜的吸水率先减小后增大,接触角先增大后减小,拉伸强度先增大后减小,断裂伸长率逐渐减小。当蓖麻油与PCL质量比为0.5时,胶膜吸水率最小,接触角最大,为95.18°,拉伸强度最大,为15.15 MPa,综合性能最好。通过TGA表明,蓖麻油的引入,胶膜的耐热性也有所提高。     

锂基水性聚氨酯的制备及其性能研究

以氢氧化锂(Li OH)为中和剂合成了一系列锂基芳香族聚醚型水性聚氨酯。红外光谱分析了水性聚氨酯结构;并探讨了不同二羟甲基丙酸(DMPA)含量对乳液电导率、粒径及胶膜DSC、力学性能的影响。结果表明,随着DMPA含量增加,乳液粒径减小,电导率增加;胶膜的软段Tg下降,拉伸强度增加,断裂伸长率减小;当DMPA含量为8.79%时,胶膜拉伸强度和乳液电导率均达到最大值,分别为35.38 MPa和1.580×10~(-3)S/cm。     

环氧树脂改性水性聚氨酯的制备与性能研究

以异氟尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚四氢呋喃醚二醇(PTMG)以及二羟基甲基丙酸(DMPA)为主要原料合成水性聚氨酯(WPU)预聚体,在此基础上加入环氧树脂(EP,E-44)制备了环氧树脂改性水性聚氨酯(PUE)复合乳液。探讨了不同环氧树脂含量对复合乳液性能的影响,并对胶膜的力学性能、吸水率、接触角和热性能等进行了表征。结果表明,适量的环氧树脂改性过后的复合乳液比较稳定;随着环氧树脂含量的增加,乳液粒径和黏度增大,同时胶膜的拉伸强度增大,水的接触角增大,胶膜的热稳定性增加。E-44质量分数为7%~9%时,复合乳液及其胶膜的综合性能较好。     

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。     

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%。     

非结晶性水性聚氨酯油墨连接料的合成

以端羟基聚丁二烯(HTPB)、聚己二酸新戊二醇酯(PNA)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为主要原料制备了一系列水性聚氨酯乳液.采用FTIR、XRD、SEM对胶膜的结构及形貌进行了表征,对乳液性能、胶膜的吸水率、力学性能及胶膜在双向拉伸聚丙烯(BOPP)薄膜上的剥离强度进行了测试,通过胶膜与水、乙二醇、二碘甲烷的接触角测试计算了胶膜的表面能.结果表明,随着HTPB含量的增加,乳液粒径逐渐增大、胶膜表面能大致呈逐渐减小趋势.当HTPB含量为PNA物质的量的30％时,水性聚氨酯乳液综合性能最好,平均粒径为287.3 nm,胶膜表面能为31.77 mJ/m2,拉伸强度为14.20 MPa,断裂伸长率为977.72％,在BOPP薄膜上的剥离强度为4.4 N/25 mm.以该乳液配制的油墨满足GB/T 26394—2011《水性薄膜凹印复合油墨》对油墨黏度13～50 s的要求,且具有良好的初干性和抗粘连性,可满足日常使用.     

异氰酸酯指数对水性聚氨酯性能的影响北大核心

以聚氧化丙烯二醇2000、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二羟甲基丙酸、1,4-丁二醇和三羟甲基丙烷为原料,釆用预聚体分散法制备了水性聚氨酯(WPU)。固定其他原料用量,仅调节IPDI的用量来改变异氰酸酯指数(R),研究了乳化前原料的R对WPU性能的影响,并探索了其在织物疏水改性方面的应用。结果表明:当R值增加时,WPU乳液的粒径变大,黏度减小,胶膜耐水性提高,拉伸强度增大,断裂拉伸应变降低,热稳定性先提高后降低,提高了棉织物的疏水性能;当R值为1.25时,WPU综合性能优异,乳液呈现半透明且稳定,平均粒径93 nm,黏度49.0m Pa·s,胶膜拉伸强度18.42 MPa,热稳定性最好,对应的棉织物接触角为114.08°。     

异氰酸酯指数对水性聚氨酯性能的影响

以聚氧化丙烯二醇2000、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二羟甲基丙酸、1,4-丁二醇和三羟甲基丙烷为原料,釆用预聚体分散法制备了水性聚氨酯(WPU)。固定其他原料用量,仅调节IPDI的用量来改变异氰酸酯指数(R),研究了乳化前原料的R对WPU性能的影响,并探索了其在织物疏水改性方面的应用。结果表明:当R值增加时,WPU乳液的粒径变大,黏度减小,胶膜耐水性提高,拉伸强度增大,断裂拉伸应变降低,热稳定性先提高后降低,提高了棉织物的疏水性能;当R值为1.25时,WPU综合性能优异,乳液呈现半透明且稳定,平均粒径93 nm,黏度49.0m Pa·s,胶膜拉伸强度18.42 MPa,热稳定性最好,对应的棉织物接触角为114.08°。     

甲基丙烯酸十二氟庚酯改性水性聚氨酯

采用聚已二酸丁二醇酯(PBA)、异氟尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二羟甲基丙酸(DMPA)、甲基丙烯酸十二氟庚酯(MBFA-12)等原料合成了含氟水性聚氨酯乳液(WPU-F),考察了MBFA-12的用量对WPU-F乳液的粒径与黏度,WPU-F胶膜的吸水率、接触角、附着力、硬度、拉伸强度、热力学性能等的影响.结果表明:用MBFA-12改性水性聚氨酯,在提高水性聚氨酯胶膜的拉伸强度、附着力、热力学性能的同时,由于侧链上密集的-CF3作用,接触角从70.7(°)增加到107.6(°),胶膜吸水率从61.3%降到15%以下,大大提高了聚氨酯的耐水性.     

聚硅氧烷改性水性聚氨酯的合成及其表面性能

以聚氧化丙烯二醇(PPG)、双羟基亲水性聚硅氧烷多元醇(UC3667)为软段,异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、1,4-丁二醇(BDO)、二羟甲基丙酸(DMPA)、乙二胺(EDA)为硬段,制备了一系列聚硅氧烷改性水性聚氨酯(WPUs)。用DLS和FTIR表征了水性聚氨酯乳液粒径和膜结构。通过热重分析、拉伸测试、接触角测试、XPS对水性聚氨酯胶膜的性能进了测定。结果表明:随着聚硅氧烷加入量的增多,水性聚氨酯膜拉伸强度先增大后减小;且聚硅氧烷的加入提高了水性聚氨酯膜的热稳定性、断裂伸长率、接触角,降低了水性聚氨酯膜的表面能。当聚硅氧烷质量分数为5.0%时,胶膜表面的硅迁移量达到饱和,表面能为27.27 mJ/m~2。     

乙二胺扩链剂对水性聚氨酯性能的影响

以聚醚220、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为主要原料,二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水性扩链剂,丁二醇(BD)和乙二胺(EA)为小分子扩链剂,按不同配比合成了系列水性聚氨酯分散体。主要考察了乙二胺扩链剂用量对水性聚氨酯乳液的稳定性、乳液粒径、粘度以及膜吸水性和力学性能的影响。结果表明,随乙二胺扩链剂用量的增加,乳液粒径增大、分散稳定性变差、粘度减小、胶膜的拉伸强度增加、断裂伸长率减小、耐溶剂性增加、吸水率变化不明显、硬段相Tg升高,软硬段相分离程度增加。胶膜的ATR红外表现为PPG类聚醚型聚氨酯典型的红外光谱。     

磺酸型水性聚氨酯的合成与性能研究

以甲苯二异氰酸酯(TDI-80)和聚醚二元醇(N210)为主要原料,1,4-丁二醇(BDO)为小分子扩链剂,乙二胺基磺酸钠(A95)为亲水扩链剂,成功制备了磺酸型水性聚氨酯。研究了A95含量对水性聚氨酯乳液及胶膜性能的影响。通过红外(FT-IR)、透射电镜(TEM)、热重分析(TGA)、粒径和力学性能测试等分析手段研究了乳液及其涂膜的结构与性能。结果表明:所制备的水性聚氨酯乳液粒子规整性较好,分散均匀;随着A95含量增加,粒径逐渐减小;当A95含量为5%时,乳液具有良好的室温贮存稳定性,胶膜的综合性能优异。     

含氟丙烯酸酯改性水性聚氨酯的合成及性能研究

采用聚四氢呋喃二醇(PTMG)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二羟甲基丙酸(DMPA)等为主要原料,甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)为接枝剂,全氟辛基乙基丙烯酸酯(FA)为改性剂,合成了一系列含氟丙烯酸酯改性的水性聚氨酯乳液(WPUFA),并干燥成膜。考察了FA用量对WPU/WPUFA乳液及涂膜性能的影响,并采用红外光谱(FT-IR)、接触角、力学性能和热重分析(TGA)等手段对其进行表征。结果表明,FA成功接入到水性聚氨酯分子链中;随着FA含量增加,乳液粒径增大,胶膜接触角变大,吸水率变小,拉伸强度变大,断裂伸长率变小;FA的引入使胶膜耐热性能变好,当FA在胶膜中的质量分数为40%时,胶膜的综合性能最佳。     

多官能有机硅低聚物改性阳离子水性聚氨酯的制备

采用自制功能性有机硅活性单体(PS1)对阳离子水性聚氨酯进行改性。研究了PS1用量对改性后聚氨酯乳液的粒径及分布、胶膜耐水性及表面沾水性的影响。结果表明,对聚酯型阳离子水性聚氨酯而言,经PS1改性后,其乳液粒径变大,胶膜耐水性先变好后变差,当PS1用量为5%时耐水性最佳,当PS1用量为7%时可达到最好的拒水效果;但对聚醚型阳离子水性聚氨酯而言,PS1的引入会导致其乳液粒径减小,胶膜耐水性以及拒水性随PS1用量的增加而持续改善,当PS1用量为16%时胶膜的耐水性及拒水性均达到最佳。     

不同二胺后扩链对聚酯/聚醚型水性聚氨酯性能的影响

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚醚二元醇(N210)、聚酯二元醇(PBA)为主要原料,二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水性扩链剂,一缩二乙二醇(DEG)为小分子扩链剂,乙二胺(EDA)、异佛尔酮二胺(IPDA)为后扩链剂,合成了一系列水性聚氨酯(WPU)乳液。主要考察了后扩链对水性聚氨酯乳液的稳定性,乳液粒径以及胶膜吸水率和力学性能的影响。结果表明,用二胺后扩链之后,乳液稳定性变好,乳液粒径变小,胶膜吸水率减小,耐水性变好,胶膜拉伸强度增加,当采用IPDA后扩链且质量含量为2.7%时,膜的综合性能较好,吸水率相对较低(16.7%),拉伸强度为31.23MPa,断裂伸长率为1022.31%。     

氯化聚丙烯改性阴离子型水性聚氨酯的制备与性能研究

聚酯多元醇(PBA)、二羟甲基丙酸(DMPA)和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为主要原料,加入接枝马来酸酐的氯化聚丙烯(MCPP),合成了氯化聚丙烯改性的阴离子型水性聚氨酯。乳液稳定性测试表明,马来酸酐接枝率为1.5%时水性聚氨酯乳液稳定性较好;粒径测试表明,乳液粒径随着MCPP的加入量增大而逐渐变大;力学性能测试结果显示,经过MCPP改性后,乳液形成胶膜的拉伸强度和断裂伸长率都有明显的提高,对于PP薄膜的粘接性能得到改善。但TGA测试显示随着MCPP量的增加,胶膜的耐热性下降。综合分析得出,MCPP加入量为5%时得到的改性水性聚氨酯性能较佳。     

氯化聚丙烯改性阴离子型水性聚氨酯的制备与性能研究

聚酯多元醇(PBA)、二羟甲基丙酸(DMPA)和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为主要原料,加入接枝马来酸酐的氯化聚丙烯(MCPP),合成了氯化聚丙烯改性的阴离子型水性聚氨酯。乳液稳定性测试表明,马来酸酐接枝率为1.5%时水性聚氨酯乳液稳定性较好;粒径测试表明,乳液粒径随着MCPP的加入量增大而逐渐变大;力学性能测试结果显示,经过MCPP改性后,乳液形成胶膜的拉伸强度和断裂伸长率都有明显的提高,对于PP薄膜的粘接性能得到改善。但TGA测试显示随着MCPP量的增加,胶膜的耐热性下降。综合分析得出,MCPP加入量为5%时得到的改性水性聚氨酯性能较佳。     

环氧大豆油和硅氧烷改性水性聚氨酯胶黏剂

以环氧大豆油(ESO)与3-氨基丙基三乙氧基硅烷(KH550)双重交联改性水性聚氨酯(WPU).通过FTIR、TG、DSC、DMA、AFM、粒径分析仪、拉力试验机等仪器对改性的水性聚氨酯进行了表征.研究了ESO和KH550的含量对水性聚氨酯乳液、胶膜以及胶黏剂性能的影响.分析了KH550对水性聚氨酯结晶性能和微相分离的影响.研究发现,随着ESO与KH550的加入,水性聚氨酯乳液的性能得到改善,胶膜的吸水率先减小后增大,拉伸强度逐渐增大,断裂伸张率逐渐减小.水性聚氨酯胶黏剂对PVC的T-剥离强度先增大后减小.随着KH550含量的增加,热稳定性逐步改善,结晶性降低,软段与硬段相混合程度提高.当ESO为4%、KH550为2%(均为质量分数)时,水性聚氨酯胶黏剂的综合性能最好.