水性聚氨酯防水涂膜材料的制备与性能

为了研究多元醇类型对水性聚氨酯防水涂膜材料性能的影响,选用分子量均为1 000的聚酯型、聚醚型多元醇为软段,通过预聚体法制备了一系列水性聚氨酯(WPU)分散体;探讨了WPU的粒径、黏度、结构及结晶性、水抵抗性能。结果表明:制备的WPU分散体粒径较小;聚酯多元醇型[聚己二酸乙二醇酯(PB)、聚碳酸酯(PCL)]WPU膜的拉伸强度、结晶性能高于聚醚多元醇型[聚丙二醇(PPG)、聚四氢呋喃醚二醇(PTMG)]的,但是断裂伸长率低于聚醚多元醇型的WPU膜;其中PTMG型WPU膜的水接触角最大,达到66.5°,吸水率最小(6.2%),防水性最佳,综合性能最好,最适合用作环境友好型纤维织物防水涂膜材料。     

聚氨酯柔性电子封装胶的研制

以聚醚多元醇、聚丙二醇(PPG)和2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI)为原料,通过添加催化剂二月桂酸二丁基锡和扩链剂1,4-丁二醇制备了固化快、强度适中、延展性良好的聚氨酯电子封装胶。利用傅里叶变换红外光谱仪、热重分析仪分析了聚氨酯电子封装胶的结构和热稳定性能,考察了TDI与PPG摩尔比、聚醚多元醇与聚氨酯预聚体质量比、催化剂、扩链剂及其用量对聚氨酯电子封装胶力学性能及固化速率的影响。结果表明:在PPG相对分子质量为1000、n(TDI)∶n(PPG)=2∶1、m(聚醚多元醇)∶m(聚氨酯预聚体)=0.6、扩链剂1,4-丁二醇用量为3%时,聚氨酯电子封装胶的拉伸强度达到5.8MPa,断裂伸长率大于900%;催化剂二月桂酸二丁基锡用量为0.3%,固化时间小于40min时,聚氨酯电子封装胶耐热性能良好。     

HMDI基聚氨酯弹性体的制备及力学性能研究

以聚四氢呋喃醚二醇(PTMG)、聚醚多元醇(EP3600)、环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)为主要原料,以1,4-丁二醇(BDO)为扩链剂,采用半预聚体法合成了一系列聚氨酯弹性体。研究了多元醇配比、预聚体异氰酸根(NCO)含量、扩链剂用量、异氰酸根指数对聚氨酯弹性体性能的影响。结果表明:数均分子量为1000的PTMG(PTMG1000)与EP3600摩尔比为4∶6,预聚体中NCO质量分数为9.5%,BDO质量分数为2%,异氰酸根指数为1.10时,可操作性最好,制备的聚氨酯弹性体力学性能最佳。     

不同低聚多元醇软段结构水性聚氨酯膜的制备EI北大核心CSCD

分别以相对分子质量均为2000的聚丙二醇(PPG)、聚四氢呋喃醚二醇(PTMG)、聚己二酸己二醇酯二醇(PHA)和聚己二酸乙二醇酯二醇(PEA)为软段原料,以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和小分子多元醇、小分子多元胺为硬段原料制备了系列水性聚氨脂(WPU)膜。通过红外光谱、动态力学热分析,以及溶胀和溶解选择因子、渗透汽化分离苯/环己烷测试对膜的结构和性能进行了表征。研究表明,WPU-PTMG膜硬段结合紧密,WPU-PPG膜溶胀率和渗透汽化通量较大;WPU-PEA膜的酯基密度较大,微相分离程度较高,对苯的亲和性最好;WPU-PHA膜的酯基密度小于WPU-PEA膜,其溶胀率和渗透汽化通量大于WPU-PEA。     

不同低聚多元醇软段结构水性聚氨酯膜的制备

分别以相对分子质量均为2000的聚丙二醇(PPG)、聚四氢呋喃醚二醇(PTMG)、聚己二酸己二醇酯二醇(PHA)和聚己二酸乙二醇酯二醇(PEA)为软段原料,以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和小分子多元醇、小分子多元胺为硬段原料制备了系列水性聚氨脂(WPU)膜。通过红外光谱、动态力学热分析,以及溶胀和溶解选择因子、渗透汽化分离苯/环己烷测试对膜的结构和性能进行了表征。研究表明,WPU-PTMG膜硬段结合紧密,WPU-PPG膜溶胀率和渗透汽化通量较大;WPU-PEA膜的酯基密度较大,微相分离程度较高,对苯的亲和性最好;WPU-PHA膜的酯基密度小于WPU-PEA膜,其溶胀率和渗透汽化通量大于WPU-PEA。     

具有独特性能的超低单醇含量聚醚基聚氨酯弹性体

采用双金属络合催化剂(DMC)制备具有极低的不饱和度、相对分子量高、分子量分布窄、平均官能度高等特点的新型聚醚多元醇。这种超低单醇含量聚醚多元醇及部分该聚醚取代的聚四氢呋喃醚多元醇制备的聚氨酯弹性体与普通聚氧化丙烯醚多元醇(PPG)、聚四氢呋喃醚多元醇(PTMEG)聚氨酯弹性体性能相比,DMC聚醚基聚氨酯弹性体在力学性能(伸长率、拉伸强度、撕裂强度)和加工性能(釜中寿命、脱模时间等)方面获得了明显改善。     

制备方法对聚氨酯材料性能的影响

采用聚酯多元醇(PEA)和聚醚多元醇(PTMG)为混合软链段,考察了相同原料组成而不同制备方法对聚氨酯材料力学性能及动态行为的影响。方法一:将PEA和PTMG混合后制成预聚体,用扩链剂(MOCA)扩链后合成聚氨酯;方法二:将PEA和PTMG分别制成备预聚体,按照一定比例取出2种预聚体,再按各自的扩链系数加入MOCA,反应数分钟后将两者混合制备PEA/PTMG混合软链段聚氨酯。动态力学分析表明,不同制备方法对材料的耗能模量及玻璃化转变温度有较大影响,也证实了按照方法二制备的聚氨酯具有多微区结构。论文的研究模式对制备多种不同微区共存的聚氨酯是有益的。     

微交联PPG型聚氨酯弹性体的制备与性能

聚氧化丙烯多元醇(PPG)型聚氨酯弹性体具有良好的耐水解性和耐候性,但其力学性能和耐热性能不足。本工作以丙氧化季戊四醇(PPG-4,四官能度聚醚多元醇)、4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)和PPG-1000为原料,合成含有交联中心的PPG型聚氨酯预聚体,以1,4-丁二醇(BDO)为扩链剂制备微交联PPG型聚氨酯预聚体弹性体。通过拉伸试验、维卡软化温度测试、动态力学性能分析(DMA)、差示扫描量热(DSC)和动态流变等手段,考察了不同PPG-4含量对PPG型聚氨酯弹性体力学性能、热性能和流变性能的影响。研究结果表明,PPG-4的加入可提高PPG型聚氨酯弹性体的拉伸强度、撕裂强度和硬度;微交联PPG型聚氨酯预聚体弹性体的耐热性能显著提升,其维卡软化温度由90℃(PPG-4含量为0%)提高至135℃(PPG-4占PPG-1000含量的3%);DSC与DMA结果表明,微交联PPG型聚氨酯预聚体弹性体的玻璃化转变温度明显提高;流变测试表明,PPG型聚氨酯弹性体的弹性模量、粘性模量和复数黏度均显著提高。     

不同相对分子质量PTMG合成聚醚酯的 表征与性能研究

以对苯二甲酸二甲酯（DMT）、1,4-丁二醇（BDO）、聚四氢呋喃醚（PTMG）为原料,采用熔融缩聚方法一步合成了一系列的PBT—co-PTMG,通过红外光谱、核磁共振和凝胶色谱等分析方法对其分子结构和相对分子质量进行了表征,用DSC和TG研究了其耐热性能。结果发现：1）以相对分子质量为2000和1000的PTMG为软段合成的聚醚酯,其相对分子质量稍大;而以相对分子质量为3000的PTMG为软段合成的聚醚酯弹性体,其相对分子质量相对较小。2）相对分子质量为2000和1000的PTMG合成的聚醚酯弹性体的熔点和降解温度差不多,而相对分子质量为3000的PTMG合成聚醚酯弹性体的熔点和降解温度较低。     

高活性超低单醇含量聚醚多元醇合成高回弹聚氨酯泡沫塑料的研究

以双金属络合物 (DMC)为催化剂 ,首先制备出超低单醇含量、高相对分子质量的聚氧化丙烯醚多元醇 ,再采用碱金属化合物催化剂 ,用环氧乙烷封端 ,制得高活性聚醚多元醇。用这种聚醚采用全水发泡体系合成高回弹软质聚氨酯泡沫塑料 ,通过物理机械性能的检测 ,实验结果表明 ,用DMC聚醚多元醇比常规的PPG聚醚多元醇制备的高回弹软质聚氨酯泡沫塑料具有更优越的理化性能和开发应用价值     

铝塑复合用聚氨酯胶粘剂的制备及性能研究

以聚酯、聚醚混合多元醇和异佛尔酮二异氰酸酯为主要原料,制备了一种低粘度无溶剂型聚氨酯覆膜胶粘剂。研究了聚酯、聚醚混合多元醇的配比对胶粘剂合成时间、粘度、抗水性能和粘结强度的影响;同时,探讨了催化剂的添加对胶粘剂综合性能的影响。结果表明:由混合聚酯、聚醚多元醇合成的聚氨酯胶粘剂粘度低、易涂覆且耐水性得以改善,但比例必须适宜,以2种多元醇所含羟基物质的量比为0.3:0.7为佳;催化剂的加入虽能显著提高固化速度,但降低了胶粘剂的剥离强度,不利于胶粘剂综合性能的改善,故应酌情适量添加。     

聚氨酯预聚体黏度的影响因素探究

聚氨酯预聚体的黏度直接影响聚氨酯弹性体的施工性能,进而影响涂层的施工质量和性能。以4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)和聚醚多元醇PTMG1000为原料,在80℃下反应2 h制备了不同异氰酸酯基含量的预聚体,研究了异氰酸酯基含量、温度和制备方法对预聚体黏度的影响规律。结果表明:预聚体的黏度主要与温度和异氰酸酯基含量有关,制备方法对黏度影响较小;预聚体的黏度随温度的升高呈指数降低,异氰酸酯基含量越高黏度越低;制备低异氰酸酯含量的预聚体后,再加入MDI调节异氰酸酯含量的方式和直接制备相同含量的异氰酸酯含量的预聚体在黏度上变化不大。     

单组分热固化聚氨酯胶粘剂的研制

以聚醚、聚酯多元醇、TDI和橡胶粒等为原料,制备出粘接橡胶粒的单组分胶粘剂。考察了多元醇种类及配比、异氰酸酯指数等因素对材料性能的影响。     

不同基材聚氨酯泡沫的热稳定性和燃烧性能研究

采用三官能度的四种分子量的聚醚多元醇(300、500、1000和3000)与异氰酸酯(PM200)“一步法”全水发泡制备聚氨酯泡沫(PUF)。采用热重分析、Flynn-Wall Ozawa法、锥形量热仪和烟密度分析了不同分子量对PUF热稳定性和燃烧性能的影响。结果表明，随着聚醚多元醇分子量的增加，材料的活化能先增大后减小。使用1000分子量聚醚多元醇制备的PUF具有最高的活化能和最佳的热稳定性，最低的峰值放热率(469kW/m²)和烟密度(51.3),这一测试有助于探索阻燃泡沫的固有燃烧行为。     

改性阻燃环氧树脂胶粘剂的研制

以三聚氰胺聚磷酸酯(MPP)为阻燃剂,以聚酯型聚氨酯预聚体改性环氧树脂E-44为基体,制备改性阻燃环氧树脂胶粘剂.通过对改性基体材料进行电子探针(EPMA)以及冲击强度测试,对改性阻燃胶粘剂进行剪切强度、热稳定性以及阻燃性能测试,从而确定了聚氨酯与阻燃剂用量对胶粘剂性能的影响.结果表明:环氧树脂100份,聚氨酯预聚体30份,阻燃剂30份,制备的改性阻燃胶粘荆具有优异的韧性和阻燃性能,其拉伸剪切强度为21.3MPa,氧指数达29.6.     

室温固化聚醚型聚氨酯弹性体的制备及研究

以可再生资源蓖麻油为起始剂环氧丙烷开环聚合的聚醚多元醇、聚丙二醇醚多元醇、TDI、MOCA等为主要原料,采用半预聚物法,室温固化制备双组分浇注型聚氨酯弹性体(CPUE).对该新型聚氨酯弹性体进行了红外光谱测试,结果表明其分子结构中含有氨基甲酸酯基、醚键等基团的特征吸收峰;通过力学性能测试,原料中聚醚多元醇的种类、NCO基质量分数的改变都会引起弹性体性能的差异,这些差异存在一定的规律性;DSC差示扫描结果表明,聚氨酯弹性体分子链中硬段含量升高,玻璃化转变温度(Tg)升高;利用热重分析(TG)研究了其耐高温性能,结果表明硬段含量和扩链剂种类都会影响PUE的热稳定性.     

环氧树脂改性水性聚氨酯乳液的制备研究

传统的单一聚氨酯乳液存在耐水性和耐热性较差的缺点，目前最有效的方法是对其进行改性，以增强聚氨酯乳液胶粘剂的性能，使其应用更加广泛。控制异氰酸酯指数(R值)为3.5,以聚丙二醇(PPG1000)和甲苯二异氰酸酯(TDI)为主要原料合成聚氨酯预聚体，使用环氧树脂对聚氨酯乳液进行改性。用控制变量法将不同环氧值的环氧树脂和不同添加量的环氧树脂分别作为2个变量，讨论2个变量对乳液及胶膜性能的影响，按照相关标准对其性能进行了测试与表征。结果表明：在相同用量下，环氧树脂E-44的改性效果好于其他类型环氧树脂，E-44添加量为15%(质量分数)时，制备的改性材料性能最佳。     

MDI与PPG预聚反应动力学

二苯基甲烷二异氰酸酯与聚醚多元醇反应是合成二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)型预聚体的重要反应。文中采用ReactTM4000在线红外分析系统,以聚丙二醇(PPG)主链中亚甲基伸缩振动峰作为内标,监测不同异构体组成的MDI单体与PPG聚醚反应过程中异氰酸酯官能团的红外吸收峰变化,系统研究了MDI与PPG的预聚反应动力学过程,得到MDI中4位异氰酸酯与2位异氰酸酯反应速率常数分别为k=2.833×104exp(-47862/RT)(L/mol.min),k=6.725×109exp(-88078/RT)(L/mol.min)。     

混合多元醇对无溶剂聚氨酯覆膜胶性能的影响

以聚己二酸-1,4-丁二醇酯(PBA)、植物油多元醇、异弗尔酮二异氰酸酯(IPDI)和小分子多元醇为主要原料,制备了一种双组分无溶剂型聚氨酯胶粘剂。研究了双组分的配比R′和混合多元醇组分对聚氨酯胶粘剂固化速率、固化后胶膜的热稳定性和吸水率的影响,并测试了覆膜样品的T剥离强度。结果表明:当双组分配比R′=1.3时,胶粘剂综合性能最佳;添加小分子多元醇并不能提高胶粘剂的固化速率和耐热性,但能显著改善胶粘剂的粘结性能,并且选择性添加适量的小分子二醇,还能增强其耐水性。     

阻燃聚氨酯预聚体增韧酚醛泡沫塑料的性能EI北大核心CSCD

采用4,4'-亚甲基双(异氰酸苯酯)和阻燃聚醚多元醇为原料,制备出阻燃聚氨酯预聚体(FRPUP),探讨了FRPUP对酚醛泡沫增韧改性作用。研究了FRPUP的用量对酚醛泡沫的力学性能、阻燃性能、隔热性能的影响。结果表明,当FRPUP添加量为2 phr时,改性酚醛泡沫的弯曲强度和压缩强度分别比未改性酚醛泡沫提升了17.3%和24.5%;改性酚醛泡沫的氧指数提高到41.5%;改性酚醛泡沫的导热系数比未改性酚醛泡沫也有所降低。