聚氨酯/环氧树脂互穿聚合物网络半硬泡沫的结构与性能

采用同步法合成了聚醚型聚氨酯/环氧树脂互穿聚合物网络半硬泡沫.通过FTIR,DMA,SEM研究了IPN半硬泡沫的化学结构、动态力学性能以及微观结构形态.FTIR分析表明了聚氨酯和环氧树脂的网络间存在接枝反应.很宽组成比范围内IPN半硬泡沫均显示出单一的宽温域玻璃化转变,而且该转变随着环氧树脂含量的增加向高温方向移动.通过SEM发现IPN半硬泡沫泡孔结构形状都比较均一.循环加载压缩发现所有IPN泡沫不仪压缩性能好而且具有很好的回弹性,大变形压缩后泡沫儿乎不变形,重复使用性能好.     

蒙脱土改性PU/EP IPN的研究

本文通过端异氰酸酯基聚氨酯预聚体与环氧树脂E-51形成了互穿网络,并通过热重分析仪(TGA)研究了完全固化后的互穿网络的热分解行为;透射电镜研究了IPN的相分离行为及用拉伸强度,断裂伸长率对其进行了力学性能的表征.结果表明,经过环氧树脂改性的聚氨酯的耐热性能比纯聚氨酯得到了提高,且力学性能也有所改善.并选取性能较好的PU/EP IPN,用纳米级有机蒙脱土对其进行了改性.研究发现,经有机纳米蒙脱土改性的PU/EP IPN的力学性能及耐热性有了进一步的提高.     

聚氨酯/环氧树脂互穿网络硬泡的静态压缩行为

采用同步法合成了聚氨酯/环氧树脂互穿聚合物网络硬泡。为了研究聚氨酯/环氧树脂互穿网络聚合物(PU/ERIPN)硬泡对压缩载荷的响应及变形机理,对IPN硬泡进行了应变率在1.67×10-4s-1~1.67×10-2s-1范围内的静态压缩试验。研究表明,PU/ER IPN硬泡的压缩行为表现出明显的各向异性和应变率效应。平行发泡方向上的应力-应变曲线表现出三个变形阶段:即弹性阶段,"平台"阶段和"硬化"密实阶段,其平台阶段的显著特征是应变软化和局部变形。讨论了IPN硬泡的压缩力学本构关系。     

聚氨酯/环氧树脂互穿网络半硬泡沫的力学性能及吸能特性

采用同步法制备了聚氨酯/环氧树脂互穿聚合物网络(IPN)半硬泡沫。通过压缩和拉伸试验研究了泡沫材料密度对力学性能的影响。研究表明,在所研究的密度范围内,泡沫的压缩模量和屈服强度均与密度成指数关系。泡沫的拉伸模量和断裂强度与密度也存在类似的关系。利用这些方程可以很好地预测泡沫力学性能随密度的变化关系。IPN泡沫兼有较好的韧性和较高的拉伸强度。相同形变下,相同密度IPN半硬泡沫拉伸过程的单位体积吸能大于压缩过程的单位体积吸能。     

聚氨酯改性E-51/MeTHPA的工艺与性能

本体法制备了聚氨酯接枝及互穿网络改性环氧树脂,研究了酸酐为固化剂的条件下,制备工艺及聚合物结构对聚氨酯(PU)改性E-51环氧树脂(EP)性能的影响。实验确定了异氰酸酯的官能度、聚丙二醇(PPG)的分子量及聚氨酯预聚体含量等对改性产物冲击强度、微观形貌及热性能的影响。结果表明,改性材料冲击强度随PPG分子量的增高而增大;互穿网络(IPN)结构改性E-51的抗冲击性能优于接枝改性,冲击断裂面上阻碍裂纹发展的点明显多于后者;支化PU改性E-51热稳定性高于线形PU改性,280℃热失重接近未改性环氧树脂。     

聚氨酯/含溴环氧树脂硬质泡沫的制备及性能研究

通过同步法制备了以聚氨酯和溴化环氧树脂为主体的互穿网络硬质泡沫材料。分别研究了不同环氧树脂添加比例的互穿网络硬泡的结构和性能。结果表明:随着环氧树脂添加量的增加,压缩强度出现先增加后减少的趋势。在环氧树脂添加量占总量21%时,压缩性能最佳。红外分析表明IPN硬泡两组分间存在接枝反应。DMTA分析表明IPN硬泡都只出现单一但较宽的Tg峰,且随着环氧树脂添加量的增加Tg峰向低温区偏移。氧指数测试发现随着溴化环氧树脂添加量的增加氧指数提高并不明显,而外加阻燃剂三氧化二锑和DMMP都表现出和溴化环氧树脂的协效阻燃性。     

环氧树脂/聚氨酯互穿网络纳米复合材料的热降解动力学

采用聚合物互穿技术与原位插层聚合相结合的方法制备了有机蒙脱土修饰的环氧树脂/聚氨酯互穿网络纳米复合材料。热重分析(TGA)结果表明,聚氨酯的加入降低了环氧树脂的最大降解温度,而蒙脱土的加入可以显著提高聚合物基体的环氧树脂的最大降解温度。采用Flymm-Wall-Ozawa及Kissinger两种方法研究了环氧树脂复合材料的热分解动力学,结果表明,一定量的聚氨酯和蒙脱土都可以提高环氧树脂热降解的活化能。     

玻璃纤维/云母改性环氧树脂/聚氨酯互穿网络聚合物的制备与性能

以端-NCO的聚氨酯(PU)预聚体与环氧树脂(EP)WSR-618为原料,制备了聚氨酯含量20%(质量分数,下同)的PU/EP互穿聚合物网络(IPN),并用不同含量的玻璃纤维,玻璃纤维/云母混合填料对其进行改性。考察了复合材料的拉伸、冲击、动态力学性能以及热分解性能,发现玻璃纤维增强复合材料的拉伸强度最大可提高4%,填料的加入使得复合材料的储能模量增大15%以上,热分解温度最大可提高15℃。并且,复合材料的性能变化与填料的种类、含量密切相关。     

聚氨酯/环氧树脂互穿网络硬泡静态压缩塑性变形模式

采用同步法合成聚氨酯/环氧树脂互穿网络硬泡,通过FTIR和SEM研究其化学结构及微观结构形态,为研究其压缩响应及变形模式,对其进行静态压缩试验。结果表明:IPN硬泡的压缩行为表现出各向异性。平行发泡方向的压缩应力-应变曲线表现出三个变形阶段,其中平台阶段的显著特征是应变软化和局部变形。垂直发泡方向的压缩曲线则单调增加,平台阶段没有产生应变软化,整个压缩过程中试样变形均匀分布。IPN硬泡的静态压缩存在明显的应变率效应,环氧树脂含量对压缩性能影响显著。描述IPN硬泡压缩局部变形理论模型,变形带厚度和变形带前沿传播速度的理论值与试验值吻合较好,采用该模型分析研究IPN硬泡的压缩变形机理。     

含磷本质阻燃硬质聚氨酯泡沫塑料的制备及性能

以苯基膦酰二氯(BPOD)和乙二醇(EG)为原料合成含磷长链二元醇(P-polyol),用于制备含磷本质阻燃硬质聚氨酯泡沫塑料(RPUF),研究了P-polyol对聚氨酯泡沫塑料性能的影响。结果表明,使用P-polyol制备的聚氨酯泡沫,含磷量为1.82%时,极限氧指数达到24.7%;微型燃烧量热仪(MCC)测试显示,燃烧过程的热释放容量、总热释放量和热释放峰值均有所下降。热重分析(TGA)结果显示,在氮气中热分解后700℃的残炭量为22.6%,在空气中热氧化分解后700℃的残炭量为17.0%,较纯RPUF均提高了1倍以上。阻燃后聚氨酯泡沫的压缩强度比空白组提高了130%,并保持了原有的冲击强度,这一优点是众多添加型阻燃剂难以实现的。     

聚氨酯和聚乙烯基酯为基的聚合物互穿网络泡沫

合成了聚氨酯和聚乙烯基酯的基的全水发泡聚合物互穿网络软质泡沫。各配方泡沫的聚氨酯对聚乙烯基酯的比例和／或水量各不同相同，在同等水量和相同密度的两组泡沫中，ＰＵ／ＰＶＥ＝９０／１０的泡沫的均呈现拉伸强度最高值。随乙烯基酯含量的增加，所有泡沫的落球回弹降低，同时压缩滞后增加。这种能量吸收能力的提高也反映在动态力学谱上，即聚氨酯软段和聚乙烯基酯的玻璃化温度间的高阻尼区明显变宽。聚氨酯软段Ｔｇ的显著移高表     

羧基碳纳米管增强酚醛泡沫的压缩性能及热性能

研究了羧基碳纳米管(CNT-COOH)增强酚醛泡沫复合材料的制备工艺、微观结构、压缩性能和热性能,并结合红外光谱和泡沫在不同压缩应变下的变形破坏形貌,探讨了CNT-COOH对酚醛泡沫的增强机制。结果表明,CNT-COOH作为异相成核剂,使酚醛泡沫泡孔的平均尺寸减小,泡孔密度增大; 随着酚醛泡沫中CNT-COOH含量增加,CNT-COOH/酚醛泡沫复合材料的压缩模量和压缩强度提高。红外分析表明,CNT-COOH可能未与酚醛泡沫发生固化反应。CNT-COOH/酚醛泡沫复合材料在不同压缩应变下的SEM分析表明,CNT-COOH位于泡孔的孔壁上,并通过CNT-COOH/酚醛泡沫的界面传载作用承受了一定载荷,增强了泡沫的力学性能。热重分析和垂直燃烧试验表明,CNT-COOH作为稳定剂,降低了泡沫的热降解速率,使其热稳定性和阻燃性能均略有提高。     

Hydrogels of collagen/chondroitin sulfate/hyaluronan interpenetrating polymer network for cartilage tissue engineering

The network structure of a three-dimensional hydrogel scaffold dominates its performance such as mechanical strength, mass transport capacity, degradation rate and subsequent cellular behavior. The hydrogels scaffolds with interpenetrating polymeric network (IPN) structure have an advantage over the individual component gels and could simulate partly the structure of native extracellular matrix of cartilage tissue. In this study, to develop perfect cartilage tissue engineering scaffolds, IPN hydrogels of collagen/chondroitin sulfate/hyaluronan were prepared via two simultaneous processes of collagen self-assembly and cross linking polymerization of chondroitin sulfate-methacrylate (CSMA) and hyaluronic acid-methacrylate. The degradation rate, swelling performance and compressive modulus of IPN hydrogels could be adjusted by varying the degree of methacrylation of CSMA. The results of proliferation and fluorescence staining of rabbit articular chondrocytes in vitro culture demonstrated that the IPN hydrogels possessed good cytocompatibility. Furthermore, the IPN hydrogels could upregulate cartilage-specific gene expression and promote the chondrocytes secreting glycosaminoglycan and collagen II. These results suggested that IPN hydrogels might serve as promising hydrogel scaffolds for cartilage tissue engineering.     

微波固化环氧泡沫材料的结构和性能研究

以聚酰胺树脂、E51、E31环氧树脂为主要原料,以水为发泡剂,用微波方法制备了环氧泡沫材料,测定了环氧泡沫材料的密度和压缩性能,并对泡沫材料进行了FTIR、TGA、SEM、DMA分析.结果表明,用微波固化制备环氧泡沫材料具有高效率的特点,所制备的环氧泡沫具有优良的压缩力学性能;环氧组成对泡沫密度、泡沫结构、动态力学性能和热分解行为有较大影响.     

含碳硼烷单元聚酰亚胺材料的制备及其耐热机制

聚酰亚胺是先进复合材料重要的基体材料之一。在聚酰亚胺主链中成功引入碳硼烷笼状单元,制备出一系列有机-无机杂化的聚酰亚胺材料。从单体设计入手,设计合成了含邻碳硼烷单元的二胺单体(DNCB),再与4,4’-二氨基二苯醚(ODA)和3,3’,4,4’-苯甲酮四羧酸二酐(BTDA)进行共聚反应,合成前驱体聚酰胺酸(PAA)溶液并制备PAA薄膜,再经高温热亚胺化处理得到含碳硼烷单元的聚酰亚胺。对制备的聚酰亚胺材料的耐热性能和耐热氧化稳定性进行了系统研究,结果表明,碳硼烷单元的引入使聚酰亚胺基体的热稳定性和热氧化稳定性得到显著提升。当二胺单体中DNCB摩尔分数为40%时,N₂气氛下,5wt%热失重温度T_5%提升近13℃,T10%提升近43℃,质量残留率高达82.6wt%;空气氛围下,T_5%提升近36℃,T_10%提升近64℃,质量残留率高达83.1wt%。X-射线光电子能谱(XPS)及扫描电镜(SEM)结果表明在聚酰亚胺主链中引入碳硼烷笼状单元后在高温环境中易在材料表面形成氧化硼(B₂O     

聚氨酯改性有机硅热分解反应动力学的研究

以聚氨酯改性有机硅，用ＴＧＡ研究了改性体系的热分解行为，计算出了降解反应的反应级数、活化能及频率因子等动力学参数。结果表明，改性体系的热解两个明显不同的过程进行，两个过程有不同的动力学参数，并且改性体在它们中的失重比与体系ＰＵＲ和有机硅的质量比也不相同。