原位还原制备磺酸型水性聚氨酯/纳米银复合材料及其表征

使用水溶性聚酯多元醇(BY3301)和磺酸盐扩链剂氨基磺酸钠(A95)与四甲基苯二甲基二异氰酸酯(TMXDI)合成了磺酸型水性聚氨酯(SWPU)。在SWPU中原位还原纳米银(AgNPs)制备了磺酸型水性聚氨酯/纳米银(SWPU/AgNPs)复合乳液。涂膜之后测试了复合材料的力学性能、热性能和粘接性能的变化。同时使用动态光散射(DLS)和透射电镜(TEM)测试了乳液的粒径分布以及AgNPs的尺寸。结果表明,原位还原引入的AgNPs可以提高复合材料的力学性能和热性能,对于SWPU的粘接性能影响不大。SWPU在复合材料中还起到了稳定剂的作用,有效避免了AgNPs的团聚。TEM的研究显示复合材料中的AgNPs的形状为球形,粒径范围在5~40 nm。     

软段含磺酸盐的水性聚氨酯-聚丙烯酸酯的制备及性能研究

以异氟尔酮二异氰酸酯(IPDI)、磺酸型聚酯二元醇(SPOL)、1,4丁二醇(BDO)、丙烯酸羟乙酯(HEA)和乙二胺(EDA)为原料,制备了磺酸型水性聚氨酯(SWPU)。然后用丙烯酸丁酯(BA)和甲基丙烯酸甲酯(MMA)混合单体对SWPU共聚改性,得到了不含有机溶剂无胺类刺激性气味的高固含量磺酸型水性聚氨酯-聚丙烯酸酯(SWPUA)。利用透射电镜(TEM)、粒径分布仪对乳液的胶束形态、粒径进行了表征;利用X射线衍射仪(XRD)、热重分析仪(TGA)、拉力试验机对胶膜的结晶度、热稳定性、力学性能进行了分析。分析结果表明,所制备的SWPUA为核壳结构,胶膜的结晶强度为3.76%,耐热性比SWPU提高了22℃。当SPOL含量为40%、n(NCO)/n(OH)(R值)为1.7时,乳液稳定期达到12个月,平均粒径为44nm,固含量可达50%以上。     

含磺酸盐的水性聚氨酯-聚丙烯酸酯的制备及性能研究

以异氟尔酮二异氰酸酯(IPDI)、磺酸型聚酯二元醇(SPD205)、1,4-丁二醇(BDO)、丙烯酸羟乙酯(HEA)和乙二胺(EDA)为原料,制备了磺酸型水性聚氨酯(SWPU)。然后用丙烯酸丁酯(BA)和甲基丙烯酸甲酯(MMA)对SWPU改性,得到了不含有机溶剂的磺酸型水性聚氨酯-聚丙烯酸酯(SWPUA)。利用透射电镜、粒径分布仪对乳液的胶束形态、粒径进行了表征;利用X射线衍射仪、热重分析仪、拉力试验机对胶膜的结晶度、热稳定性、力学性能进行了分析。结果表明:制备的SWPUA为核壳结构,胶膜的结晶度为3.76%,耐热性比SWPU提高了22℃。当SPD205含量为40%、n(NCO)/n(OH)为1.7时,乳液稳定期达到12个月,平均粒径为44.17nm。     

微波辅助合成载银蒙脱土/水性聚氨酯纳米复合抗菌材料的制备及表征EI北大核心CSCD

采用绿色的微波辐射辅助还原合成载银蒙脱土,再将其与水性聚氨酯复合制备抗菌性复合材料。通过扫描电镜、X射线能谱、透射电镜、热重分析、力学性能、抗菌实验等分别研究了微波合成载银蒙脱土及载银蒙脱土/水性聚氨酯复合材料的表面结构、热稳定性、力学性能、抗菌性能等。实验结果表明,通过绿色的微波辐射辅助还原法于蒙脱土界面合成了粒径小、分布均匀的纳米银单质,将该载银蒙脱土引入到水性聚氨酯中,可提高载银蒙脱土/水性聚氨酯复合材料的热稳定性及力学性能,硬段的最大失重温度上升了11℃,拉伸强度和断裂伸长率分别提高了32%和13%;抗菌性能研究表明复合材料对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌具有良好的抑制效果,该复合材料在抗菌材料领域有广泛的应用前景。     

微波辅助合成载银蒙脱土/水性聚氨酯纳米复合抗菌材料的制备及表征

采用绿色的微波辐射辅助还原合成载银蒙脱土,再将其与水性聚氨酯复合制备抗菌性复合材料。通过扫描电镜、X射线能谱、透射电镜、热重分析、力学性能、抗菌实验等分别研究了微波合成载银蒙脱土及载银蒙脱土/水性聚氨酯复合材料的表面结构、热稳定性、力学性能、抗菌性能等。实验结果表明,通过绿色的微波辐射辅助还原法于蒙脱土界面合成了粒径小、分布均匀的纳米银单质,将该载银蒙脱土引入到水性聚氨酯中,可提高载银蒙脱土/水性聚氨酯复合材料的热稳定性及力学性能,硬段的最大失重温度上升了11℃,拉伸强度和断裂伸长率分别提高了32%和13%;抗菌性能研究表明复合材料对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌具有良好的抑制效果,该复合材料在抗菌材料领域有广泛的应用前景。     

磺酸盐型水性聚氨酯/聚吡咯导电材料的原位制备与电阻性能

以聚乙二醇(PEG1000)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)以及2,4-二氨基苯磺酸钠(DASS)为原料,通过预聚体法合成了磺酸盐型水性聚氨酯分散液(SWPU)。再以FeCl3为氧化剂,采用原位化学氧化聚合法使吡咯(Py)在SWPU中聚合,制备了磺酸盐型水性聚氨酯/聚吡咯(SWPU/PPy)导电复合材料。研究了制备条件(如投料比和投料顺序)、反应条件等对磺酸盐型水性聚氨酯/聚吡咯(SWPU/PPy)导电复合材料电阻性能的影响。红外光谱图表明PPy与SW-PU分子间存在氢键缔合。实验结果亦表明,最佳制备条件为:Py浓度为30%,n(FeCl3)/n(Py)=2.2,投料顺序为SWPU→Py→FeCl3,反应温度0℃(冰浴),反应时间为3h,SWPU/PPy电阻率可达到1Ω·cm。     

大豆油基多元醇改性水性聚氨酯胶黏剂的制备及性能研究

分别以自制大豆油基多元醇(P-OA-ESBO)、聚己二酸-1,4-丁二醇酯二醇(PBA)、聚ε-己内酯二醇(PCL)为原料制备了不同结构的脂肪族水性聚氨酯胶黏剂,在相同的R(NCO/OH)比和亲水基含量下对不同聚氨酯乳液进行了红外光谱、粒径、透射电镜、热重和差示热量表征及性能测试。结果表明:与以传统的石油类多元醇制备的水性聚氨酯相比,大豆油基多元醇改性的聚氨酯乳液粒径稍有增大,粘接强度有所下降,同时也展现出了良好的拉伸性能和较好的耐水性,且原料绿色可再生。     

碳纳米管／聚氨酯纳米复合材料的制备及性能

采用可逆加成-断裂链转移(RAFT)聚合方法在碳纳米管表面接枝聚甲基丙烯酸甲酯和聚苯乙烯嵌段共聚物MWNT-P(MMA-b-St),对碳纳米管进行改性。采用直接共混法制备碳纳米管/水性聚氨酯纳米复合材料。通过红外光谱(FT-IR)和透射电镜(TEM)对嵌段共聚物的结构进行了表征。碳纳米管加入对乳液成膜性影响不大。热失重分析(TGA)和力学性能测试结果表明,当改性后的碳纳米管含量为聚氨酯固体份的0.75%时,复合材料的热稳定性、拉伸强度和断裂伸长率均较聚氨酯有所提高。     

单硬脂酸甘油酯改性蓖麻油基水性聚氨酯的制备与性能研究

目的 使用单硬脂酸甘油酯(GMS)对蓖麻油基水性聚氨酯进行改性,增强其防水、耐热和力学性能。方法 使用丙酮法合成不同GMS含量的蓖麻油基水性聚氨酯乳液,进行乳液粒径测定和稳定性试验;使用浇铸法制作薄膜,并进行铅笔硬度测试、力学性能测试、吸水测试、接触角测试、热重测试、DSC、FTIR测试。分析薄膜表面硬度、力学性能、耐水性能、热稳定性、耐热性能和内部结构。结果 当GMS的−OH的摩尔分数为25%时薄膜综合性能最佳,此时膜的抗拉强度为(9.37±1.28)MPa,弹性模量为(250.55±34.05)MPa,薄膜的吸水率降低到12%,薄膜的水接触角为92°。GMS的加入,增加了薄膜的玻璃态转化温度和铅笔硬度,但热稳定性有所下降。结论 GMS的加入增强了蓖麻油基水性聚氨酯的耐水、耐热和力学性能。     

水性超支化聚氨酯共混改性聚氨酯的性能

通过共混方式制备了超支化水性聚氨酯(SWHBPU)共混改性聚氨酯。采用黏度测试表征了的共混乳液的流变性能,通过静态拉伸测试和差示扫描量热法(DSC)考察了共混胶膜的力学性能和热性能,并利用透射电镜(TEM)研究了胶膜微观结构。研究结果表明,SWHBPU的添加可以有效降低聚氨酯乳液的黏度;共混聚氨酯胶膜拉伸强度和断裂伸长率均得到提高,最大升幅分别为124.69%和20.13%,而ΔTg和软硬段微相分离在SWHBPU质量分数为6%时达到最大值,表明力学性能的提高是由聚氨酯微相分离程度的增大造成的。     

合成条件对单组分水性聚氨酯胶粘剂性能的影响

研究了合成条件对单组分水性聚氨酯胶粘剂性能的影响,并对聚氨酯乳液做了红外分析.结果表明,内加交联剂A和B与水性聚氨酯乳液发生了交联反应,从而提高了水性聚氨酯胶粘剂的粘接强度,两者混合使用效果较佳.聚酯聚醚多元醇复配能提高水性聚氨酯的综合性能,当羧基含量为1.2%(质量分数)、NCO/OH比值(摩尔比)为1.3时,水性聚氨酯胶粘剂粘接性能较好.适量加入小分子扩链剂双酚A或丁二醇,可提高水性聚氨酯胶粘剂的硬度和粘接强度,降低其吸水率.     

1,4-丁二醇(BDO)含量对磺酸型水性聚氨酯性能的影响

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚己内酯二元醇(PCL)、1,4-丁二醇(BDO)、乙二胺等为主要原料,乙二胺基乙磺酸钠为亲水基,成功合成磺酸型水性聚氨酯(SWPU)。研究了不同BDO摩尔含量对SWPU乳液及其胶膜性能的影响。研究结果表明,随着BDO含量的增加,乳液平均粒径由208.7nm减小至75.2nm,然后又增大至212.5nm;DSC图显示,硬链段含量增加,分子间作用力增强,交联程度增加,Tg升高;胶膜的拉伸强度随着BDO含量增加由2.35MPa增大到18.88MPa,而断裂伸长率由2789%减小至1505%。     

环氧树脂改性水性聚氨酯的合成研究

采用甲苯二异氰酸酯(TDI-80)、聚醚二醇(N220)、二羟甲基丙酸(DMPA)、环氧树脂和丙烯酸羟丙酯(HPA),合成了环氧改性的双键封端水性聚氨酯乳液.乳液由于含有不饱和双键而具有感光性能,故此乳液可用作水性紫外光固化涂料或胶粘剂的预聚物.实验结果表明,随着环氧树脂用量的增大,涂膜的硬度、耐水性、耐溶剂性及力学性能增强,但乳液外观和稳定性变差,故适宜的环氧树脂添加量为4%～8%.通过傅立叶变换红外光谱、粒径分析仪、凝胶渗透色谱(GPC)和透射电镜(TEM)等对乳液进行了表征.粒径分析仪分析显示,加入环氧树脂后,水性聚氨酯(WPU)分散体粒径增大,粒径分布变宽.凝胶渗透色谱分析表明环氧树脂改性水性聚氨酯提高了聚氨酯的分子量.     

纳米SiO2/有机硅改性水性聚氨酯复合材料的制备及性能

为了改善水性聚氨酯（WPU）耐水性差和表面性能差等缺陷,将有机硅和纳米SiO₂同时引入到WPU中,首先通过自乳化法制备了WPU和有机硅改性水性聚氨酯（SWPU）。然后采用超声共混法将纳米SiO₂粒子加入到SWPU中,制备了纳米SiO₂/SWPU复合材料。最后,采用FTIR和SEM对WPU、SWPU和纳米SiO₂/SWPU的结构进行了表征,通过接触角、吸水率及抗拉力学性能测试分析了WPU、SWPU和纳米SiO₂/SWPU的疏水性能及抗拉力学性能。结果表明：纳米SiO₂已被成功引入到SWPU中;纳米SiO₂含量较小（≤3wt%）时能够较均匀地分散在纳米SiO₂/SWPU胶膜中;当纳米SiO₂含量从0增大至5wt%时,纳米SiO₂/SWPU胶膜的吸水率降低了69%,拉伸强度从16.72 MPa增大至24.22 MPa,断裂伸长率从545%增至731%,表明纳米SiO₂的引入显著提高了SWPU胶膜的耐水性能和力学性能。     

塑料复合膜用水性聚氨酯胶粘剂的合成与表征

采用水性聚氨酯种子乳液与丙烯酸酯共聚的方法,制备了稳定的改性水性聚氨酯胶粘剂乳液,用FTIR及DSC分析表征了该共聚物的结构,通过改性聚氨酯胶粘剂粒度、乳液稳定性、耐水性、力学性能、粘接强度的测试,研究了丙烯酸酯含量及种类对水性聚氨酯乳液胶膜性能的影响.结果表明:丙烯酸酯的共聚加入改善了水性聚氨酯膜的耐水性、非极性基材之间的粘合力,当丙烯酸酯含量小于16%时,共聚物胶膜具有较好的力学性能.     

磺酸型聚氨酯分散体及聚氨酯/丙烯酸酯核壳乳液的合成EI北大核心CSCD

以自制的磺酸型聚酯二元醇、异佛尔酮二异氰酸酯为主要原料,经丙酮法制得了稳定的磺酸型聚氨酯分散体。用红外光谱、凝胶渗透色谱、差示扫描量热仪、透射电镜及粒径分析仪等研究了磺酸型聚酯二元醇相对分子质量对水性聚氨酯分散体粒径及性能的影响。结果表明,随磺酸型聚酯二元醇相对分子质量的增加,所得聚氨酯分散体的粒径和相对分子质量逐渐减小,分子链的结晶性能增加,但成膜性降低。对亲水性较强的丙烯酸酯单体,粒径较大的磺酸型聚氨酯分散体增容丙烯酸酯的能力越强,越容易生成以聚氨酯为壳、聚丙烯酸酯为核的聚氨酯/丙烯酸酯核壳乳液。     

磺酸型水性聚氨酯胶粘剂的制备及性能研究

采用预聚体合成法,以二羟甲基丙酸(DM-PA)和2,4-二氨基苯磺酸钠(SDBS)为亲水扩链剂,制备了一种水性聚氨酯预聚体,再将高分子乳液乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)与去离子水均匀混合对其乳化,制得固含量高达50%磺酸型水性聚氨酯鞋用胶粘剂。利用红外光谱对SDBS和聚氨酯的结构进行了表征,证实了SDBS作为亲水扩链剂引入聚氨酯链上。研究了SDBS用量对胶粘剂的剥离强度,耐热性及稳定性的影响。当SDBS用量从0%增加到2.5%时,皮革初期剥离力由20.98N上升至89.23N,其耐热性和稳定性也有所增强。透射电镜图片显示,与EVA共乳化后的磺酸型水性聚氨酯(SWPU)乳液分散均匀,呈圆球状。     

磺酸型水性聚氨酯胶粘剂的制备及性能研究

采用预聚体合成法,以二羟甲基丙酸(DMPA)和2,4-二氨基苯磺酸钠(SDBS)为亲水扩链剂,制备了一种水性聚氨酯预聚体,再将高分子乳液乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)与去离子水均匀混合对其乳化,制得固含量高达50%磺酸型水性聚氨酯鞋用胶粘剂。利用红外光谱对SDBS和聚氨酯的结构进行了表征,证实了SDBS作为亲水扩链剂引入聚氨酯链上。研究了SDBS用量对胶粘剂的剥离强度、耐热性及稳定性的影响。当SDBS用量从0增加到2.5%时,皮革初期剥离力由20.98N上升至89.23N,其耐热性和稳定性也有所增强。透射电镜图片显示,与EVA共乳化后的磺酸型水性聚氨酯(SWPU)乳液分散均匀,呈圆球状。     

环氧-聚氨酯复合乳液的合成及表征

以甲苯二异氰酸酯(TDI-80)、聚醚二醇(N220)、二羟甲基丙酸(DMPA)、环氧树脂为主要原料,合成了环氧-聚氨酯复合乳液。主要讨论了环氧树脂对水性聚氨酯乳液及其涂膜性能的影响。实验结果表明,环氧-聚氨酯乳液的表面张力、粘度,涂膜的硬度、耐水性及力学性能随着环氧树脂用量的增大而增强,但乳液外观和稳定性变差,故适宜的环氧树脂添加量为4%～8%。采用傅里叶变换红外光谱、粒径分析仪、凝胶渗透色谱(GPC)、透射电镜(TEM)对乳液和涂膜进行了表征。傅里叶变换红外光谱分析表明,环氧树脂的环氧基和羟基都参与了反应。粒径分析仪和凝胶渗透色谱分析显示,加入环氧树脂后,水性聚氨酯(WPU)分散体粒径和分子量增大,粒径分布和分子量分布均变宽。     

硬段阻燃改性水性聚氨酯的性能

对二溴新戊二醇(DBNPG)阻燃改性水性聚氨酯的性能进行了研究。对改性后的乳液进行了高温稳定性、低温稳定性、力学稳定性测试,同时用透射电镜表征了聚氨酯在水中的分散状态,用Brookfied黏度计测试其流变性能。对水性聚氨酯胶膜进行了力学性能,吸水率,接触角测试。实验发现,相比未改性的水性聚氨酯,在相同二羟甲基丙酸(DMPA)含量的前提下,DBNPG改性的水性聚氨酯乳液稳定性良好,聚氨酯粒径增加,分布均匀且形状规整,胶膜接触角增大,吸水率显著减小。此外随改性程度的增加,拉伸强度逐渐增大,断裂伸长率逐渐减小。流变性能测试表明两者均为牛顿流体。