聚醚型聚氨酯的结构及其防水透湿特性

采用2步法聚合工艺,以4,4′-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)为硬单体,聚四氢呋喃二醇1 000(PTMG 1 000)和聚乙二醇1 000(PEG 1 000)为软单体,1,4-丁二醇(BDO)为扩链剂,制备了一系列聚醚嵌段共混型高透湿聚氨酯涂层剂.研究了聚氨酯材料的微相区及化学结构与其防水性、透湿性、亲水性及玻璃化温度Tg间的关系.结果表明:聚氨酯软链段的化学结构、组成以及质量分数及软段相区与硬段相区间的微相分离程度即微相区结构对其防水透湿性能的影响较大;在一定范围内,硬链段的结构对聚氨酯的性能影响并不明显.     

聚氨酯织物防水透湿涂层剂的结构与性能

以4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯（纯MDI）为聚氨酯硬链段，聚己二酸1，4-丁二醇酯二醇2000（PBA2000）、聚乙二醇1000（PEG1000）为其混合软段，1，4-丁二醇（BDO）为扩链剂，制备了一系列聚酯-聚醚嵌段共混型聚氨酯涂层剂。研究了聚氨酯材料的物理和化学结构与其防水性、透湿性、亲水性及其相转变温度珞间的关系。结果表明：聚氨酯软链段的结构、组成和含量及软段相区与硬段相区的微相分离程度和结晶性对其防水透湿性能的影响较大；在一定范围内，硬链段的结构对聚氨酯的性能影响并不明显。     

硬段含量对水基聚氨酯性能的影响

以聚四氢呋喃醚二元醇(PTMG)作为软段、以异氟尔酮二异氰酸酯(IPDI)、1,4-丁二醇(1,4-BDO)作为硬段、以2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水扩链剂,合成一系列硬段含量不同的水性聚氨酯,并研究了硬段含量对合成革用水性聚氨酯性能的影响。结果显示:在R(—NCO/—OH)值,DMPA含量不变的情况下,硬段含量在40%时,聚氨酯膜的拉伸强度、断裂伸长率、吸水率、玻璃化转变温度等综合性能优良,适合合成革的制造。     

MDI型水性聚氨酯结构及性能的研究

以4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、聚醚二元醇和二羟甲基丙酸(DMPA)等为主要原料,合成了稳定的水性聚氨酯(WPU)乳液。通过FT-IR分析、粒度分析、拉伸试验、差示扫描量热仪(DSC)分析、热重分析(TGA)和吸水率等测试,对所制备的水性聚氨酯进行了力学性能、耐热性能及耐水性能的研究,考察了不同类型的聚醚二醇、扩链剂和交联剂等对水性聚氨酯性能的影响。结果表明:以MDI、1,4-丁二醇(1,4-BDO)、DMPA(4.0%)等作为硬段和N220作为软段合成的WPU,乳液稳定性好,胶膜吸水率低,断裂伸长率大,手感柔软、不粘且丰满;用PTMEG作为软段制备的WPU的氢键化程度、结晶度和耐热性较好。     

聚氨酯涂层剂的应用性能

为探讨聚氨酯应用性能与其物理、化学结构及组成的关系,制备了3组具有不同结构及组成的亲水性聚氨酯涂层材料。测试了涂层织物的防水性、透湿性等主要应用性能;选用广角X衍射仪(WAXD)及表面张力/接触角测定仪研究了材料的聚集态结构及其表面性能。研究结果表明:涂层织物的透湿性及防水性主要取决于聚氨酯涂层材料中亲水性醚键的含量以及硬链段与软链段的比例。     

硬段结构对水性聚氨酯胶粘剂结晶性和微相分离的影响

聚氨酯胶粘剂的初粘力和终粘力与聚氨酯的结晶速率和结晶度密切相关。本文以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、聚己二酸丁二醇酯二醇(PBA)等为主要原料合成了结晶型水性聚氨酯胶粘剂,通过DSC、应力-应变、透光率、吸水率分析,研究了硬段结构对结晶型水性聚氨酯结晶性和微相分离的影响。研究表明,在相同硬段含量下,硬段结构的规整性对水性聚氨酯的结晶度和结晶速度及微相分离有重要影响。室温干燥成膜时,硬段含脂肪环或对称侧基的结晶型水性聚氨酯显示较高的结晶度和微相分离特性;而在高温干燥后的冷却结晶过程中,硬段结构规整的聚氨酯其软段结晶速度更快,结晶度和微相分离程度更高;随着结晶度和微相分离程度的提高,水性聚氨酯膜呈现出明显的屈服点,力学性能提高,吸水率和透光率降低。     

聚氨酯水性光油的制备

以聚酯、聚醚多元醇为软段,异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、1,4-环己烷二甲醇(CHDM)为硬段,二羟甲基丁酸(DMBA)为亲水扩链剂,异佛尔酮二胺(IPDA)为后扩链剂,三羟甲基丙烷(TMP)为交联剂,制备了一系列不同组成的聚氨酯水性光油。通过对力学性能、光泽度、光泽度保持率、耐水性及成革低温抗屈挠测试的分析,研究了软段类型、后扩链剂用量对产品综合性能的影响。结果表明:将分子结构规整、易结晶的软段按一定比例配合,并加入树脂总量2%~3%的IPDA后扩链,制备的聚氨酯水性光油,具有较满意的综合性能。涂饰上光后的皮革,皮面光亮、清透,-20℃低温屈挠40000次不开裂。     

软段链结构对超支化水性聚氨酯性能的影响

以有机硅嵌段聚醚、聚己二酸-1,4-丁二醇酯(PEA)、聚丙二醇(PPG)分别为软段,与异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二羟甲基丙酸(DMPA)和二乙醇胺(DEA)反应,制备了超支化水性聚氨酯乳液,同时利用制得的乳液整理织物。对乳液离心稳定性、黏度、含固量以及整理后织物的性能进行测试,研究了软段链结构对水性聚氨酯性能的影响;利用红外光谱表征了产物的结构。结果表明:以有机硅嵌段聚醚为软段制得的水性聚氨酯稳定性较好,黏度低;整理织物的抗起毛起球性能和耐湿摩擦色牢度均明显提高。     

硬段含量对合成革用无溶剂聚氨酯性能的影响

以聚四氢呋喃醚二醇-2000（PTMEG-2000）和异氟尔酮二异氰酸酯（IPDI）反应．得到异氰酸酯基（-NC0）含量为20％的无溶剂NCO封端聚氨酯预聚体,作为B组分;由1,4-丁二醇（1,4-BDO）、聚合物多元醇-2000和催化剂混合得到含羟基（-OH）的A组分;在R值（混合物料中-NCO与-OH的摩尔比）为1．1的条件下,调节1,4-BDO、聚合物多元醇-2000的用量,制备了不同硬段含量的无溶剂聚氨酯涂层,并研究了硬段含量对无溶剂聚氨酯性能的影响。结果表明：随着硬段含量的增加,无溶剂聚氨酯膜的100％模量和300％模量提高,拉伸强度增加,耐水性和耐水解性增强,断裂伸长率降低,透水汽性变差;X射线衍射（XRD）及热重分析（TGA）测定表明：硬段含量较高的无溶剂聚氨酯涂层具有较高的结晶度和更好的热稳定性。     

不同软段水性聚氨酯性能探究

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、5种相同分子质量不同结构的大分子二元醇为主要原料,合成了一系列水性聚氨酯乳液(APU)。通过热重分析(TGA)、差示扫描量热分析(DSC)、耐水性及耐碱性测试,研究不同结构软段水性聚氨酯胶膜的耐热性、耐水性及耐碱性。试验结果表明:聚醚型水性聚氨酯胶膜耐水及耐碱性能较好,聚环氧丙烷二醇(N220)基水性聚氨酯的耐低温性较好,而聚酯型水性聚氨酯的耐低温性能则相对较弱;各不同结构软段水性聚氨酯相比较,以聚四氢呋喃醚二醇(PTMG)、聚碳酸酯(PC)基水性聚氨酯胶膜耐热性及耐水性能较佳。