两亲聚氨酯弹性体(APU)的研究IV.嵌段型APU表征及透湿性能

讨论以聚乙二醇为亲水软段 ,聚己二酸乙二酯为疏水软段的嵌段型 APU(BAPU)的结构表征及其透湿性能。用调制温度示差扫描量热分析方法研究了 BAPU的玻璃化转变 ,发现具有混合软段 BAPU的玻璃化转变温度和热容增量均介于纯亲水和纯疏水性软段 BAPU的相应值之间 ,透湿性能测定证明 ,BAPU的透湿系数随其亲水性及交联密度显著变化     

硬段结构对聚氨酯弹性体相容性及阻尼性能的影响

合成了一系列含有不同硬段的聚氨酯高聚物，并进行了其动态力学性能和热分析（DSC）测试，结果表明在PPO（Mn=2000)-MDI-BDO体系中，硬段含量不影响Tg。随着硬段合量的增加，tanδ峰值降低并呈线性关系。硬段分布对该聚氨酯体系的相容性及阻尼性能有较大的关系。     

PEG嵌段热塑性聚氨酯弹性体的形态结构和性能

采用熔融预聚二步法合成了以环氧乙烷-四氢呋喃无规共聚醚和聚乙二醇混合聚醚为软段,异佛尔酮二异氰酸酯和1,4-丁二醇为硬段的热塑性体,利用TEM、WAXD、DSC对聚合物进行了表征,并测试了其力学性能,结果表明,聚合物具有微相分离的特征,随着聚乙二醇分子量的增大,微相分离程度增加,拉伸强度和延伸率也随着增加。当PEG分子量为4000时,聚合物的综合性能达到最优。     

聚碳酸酯型聚氨酯脲弹性体的合成与表征

以聚碳酸酯二醇(PCDL),六亚甲基二异氰酸酯(HDI)为预聚原料,3,3′-二氯-4,4′-二氨基二苯甲烷(MOCA)为扩链剂,两步法合成了一系列不同硬段含量的聚氨酯脲(PUU)弹性体。采用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、强力拉伸仪等测试手段对其结构特征和材料的力学性能以及耐水性能进行了研究。结果表明,随着硬段含量的增加,材料的拉伸强度先增大后减小最后又增大,而断裂伸长率和吸水率呈现相反的趋势,并以硬段含量47%为分界点。     

硬段含量对聚酯型温敏聚氨酯弹性体性能的影响

选用二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)体系,采用预聚体法合成不同硬段含量的温敏聚氨酯弹性体(CPU).研究了硬段含量对聚氨酯弹性体常温及变温力学性能、热性能、动态性能以及形变温敏性能的影响.结果表明:当硬段含量为62％时,材料的拉伸强度、撕裂强度最高,扯断伸长率最低;当硬段含量为63.5％时,硬度、玻璃化转变温度最高;拉伸强度随温度的升高而降低,扯断伸长率随温度的升高先增加后减小,且在玻璃化转变温度附近达到最大.硬段含量为62％时,CPU的综合性能较为优异,且具有典型的形变温敏性能,随着外界力的变化,聚氨酯弹性体的形变固定率变化并不是特别明显,而形变回复率因此下降.     

两亲嵌段共聚物PS-b-PAA自组装薄膜的表面形貌与结晶性能研究

采用溶液浸渍-提拉法制备了两亲性嵌段共聚物PS-b-PAA自组装薄膜,并利用图像分析仪和X射线衍射仪研究了聚合物薄膜的表面形貌和结晶性能.研究结果表明,PS-b-PAA的溶液浓度和嵌段长度通过影响溶液中形成的反胶束数目和粒径进而造成溶剂挥发过程中反胶柬在扩散动力学上的差异,最终得到不同形貌的嵌段共聚物薄膜.结晶性能研究结果表明,室温下PS-b-PAA在玻璃基板表面的结晶是一种受膜厚影响、动力学控制的受限结晶过程.当溶液浓度达到0.1g/mL时,可制备出致密的结晶性嵌段共聚物薄膜.     

新型嵌段聚氨酯和聚氨酯脲的性质研究

基于不同分子量的环氧乙烷－四氢呋喃共聚醚、异佛尔酮二异氰酸酯和扩链剂１，４－二醇／乙二胺等合成了一系列嵌段聚氨酯／嵌段聚氨酯脲，通过拉伸实验、差示扫描量热和Ｘ－ＲＡＹ衍射等对其结构和性质进行了研究。     

两亲嵌段共聚物的合成及纳米自组装

首先用苄氧羰基赖氨酸和三光气反应合成苄氧羰基赖氨酸酸酐,然后将聚乙二醇中活性较弱的羟基转化为氨基,最后以双端氨基聚乙二醇作为引发剂,采用阴离子开环聚合合成了聚(Nε-苄氧羰基赖氨酸)-聚乙二醇-聚(Nε-苄氧羰基赖氨酸)(PLL(Z)-PEG-PLL(Z))。PLL(Z)-PEG-PLL(Z)经去保护后得到带正电荷的聚赖氨酸-聚乙二醇-聚赖氨酸(PLL-PEG-PLL)。PLL(Z)-PEG-PLL(Z)在水溶液中自组装形成的聚集体类似于纳米多孔聚集体结构,具有疏松的空洞,原子力显微镜观测其呈球形,其大小为220 nm左右。     

有机硅-聚氨酯嵌段共聚物的研究

研究了一系列低分子量的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷齐聚物及1,3-二(3-羟丙基)四甲基二硅氧烷的合成方法,制取了分子量可以控制的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷低聚物。使之与聚氨酯预聚体进行共聚、形成一系列有机硅-聚氯酯嵌段共聚物。并对其反应动力学和共聚物的相态结构进行了研究。     

聚丁二烯聚氨酯弹性体的微相结构与性能

用端羟基聚丁二烯齐聚物（ＨＴＰＢ）作为软段，以甲苯二异氰酸酯（ＴＤＩ），１，４－丁二醇（ＢＤＯ）作为硬段合成了聚氨酯弹性体，用ＦＴ－ＩＲ、ＷＡＸＤ、ＳＡＸＡ、ＤＳＣ和回弹性实验对聚合物的性能进行了表征。结果表明，聚合物具有微相分离的特征，硬段微区尺寸为４０×１０－１０～１００×１０－１０ｍ。受热史对聚合物的玻璃化温度有较大的影响，随着硬段含量的增加而变大。     

反应流变性对嵌段聚氨酯结构与性能的影响

利用自行设计的绝热反应流变仪研究了聚氨酯（脲）快速扩链过程的反应流变性，用流变仪同时测得绝热扩链反应过程的温度和粘度对时间的关系，将绝热温升与反应热关联，显示凝胶时官能团反应程度、粘度－时间曲线和凝胶时间，可预示软硬链段微相分离程度、反应程度和微相分离程度影响着嵌段聚氨酯（脲）的结构和力学性能。     

不同硬段结构的聚丁二烯聚氨酯弹性体的形态结构研究

用端羟基聚丁二烯（ＨＴＰＢ,Ｍｎ＝２１６０,ｆｎ＝２．０）作为软段,甲苯二异氰酸酯（ＴＤＩ）,不同结构的二醇扩链剂为硬段,采用溶液二步法合成了不同硬段结构的聚丁二烯聚氨酯弹性体,用ＴＥＭ、ＳＥＭ、ＷＡＸＤ、ＳＡＸＡ、ＤＳＣ对聚合物进行了表征,表明,聚合物具有微相分离的结构特征,不同的溶剂对聚合物的形态有较大的影响。烷基扩链剂的链长对聚合物的结晶无影响,而缩二醇扩链剂的链长对聚合物的结晶有较大的影响     

交替嵌段型BAMO-AMMO热塑性弹性体的性能

以3,3′-双叠氮甲基环氧丁烷-3-叠氮甲基-3′-甲基环氧丁烷(BAMO-AMMO)三嵌段共聚物为预聚物,甲苯二异氰酸酯(TDI)和1,4-丁二醇(BDO)为扩链剂,采用溶液法合成了交替嵌段型BAMO-AMMO热塑性弹性体,并进行了结构和相关性能的表征。结果表明,弹性体中叠氮基团与氨基甲酸酯形成氢键作用,氢键键合氨基与自由氨基的摩尔比为3.56∶1。弹性体的数均相对分子质量为30432;随着扩链剂含量(w(TDI+BDO))的增加,Tg逐渐升高;TDI和BDO的质量分数为20%时,Tg为-42.14℃,拉伸强度可达9.21 MPa,断裂伸长率为375%,蠕变恢复时间为200s,其最小形变值为0.1%,具有良好的抗蠕变性和蠕变恢复能力。     

硬段类型和含量对嵌段聚氨酯脲性能的影响

以聚己二酸乙二醇-丙二醇酯二醇(PEPA)为软段,分别采用4种二胺扩链剂和3种二异氰酸酯为硬段,通过预聚体法合成了一系列不同硬段结构和含量的聚氨酯脲弹性体,并采用红外光谱、热失重分析、差示扫描量热和拉伸测试等手段,研究了硬段类型及含量对聚氨酯脲性能的影响。结果表明,在软段结构一致,硬段含量接近的情况下,兼具柔性和刚性的硬段有助于提升聚氨酯脲的力学性能、热学性能和微相分离程度。几种二胺扩链剂和二异氰酸酯中,由二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)和4,4’-二氨基二苯醚(ODA)构成的硬段性能最佳;在软、硬段结构一致的情况下,硬段含量对聚氨酯脲性能影响明显。随着硬段含量增加,聚氨酯脲的拉伸强度、微相分离程度先增大后减小,5%热失重温度和断裂伸长率逐渐下降。当PEPA/MDI/ODA摩尔比为1∶0.5∶0.5(硬段含量31.7%),聚氨酯脲拉伸强度达51.5 MPa,断裂伸长率为709%,5%热失重温度为282.7℃,性能最佳。     

交联对透明聚氨酯弹性体结构与性能的影响

采用一步法以异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、聚氧四亚甲基二醇（PTMG）、1，4－丁二醇（BD）和聚氧化丙烯三醇（N3010）为原料合成了透明聚氨酯弹性体，通过DSC、FT－IR、TG等方法研究了物理交联和化学交联对聚氨酯弹性体的力学性能、光学透明性和热稳定性的影响。结果表明，尽管聚醚二元醇的分子量增大，但由于硬段间的氢键作用增加，使微相分离程度提高，聚氨酯弹性体的力学强度增加。加入交联剂三元醇N3010，聚氨酯弹性体在硬段间形成化学交联、透度、热稳定性和力学性能与未加交联剂的聚氨酯弹性体相比有明显提高。     

光响应性A_2BA_2型两亲嵌段共聚物的合成与表征

设计合成了具有光响应性的A2BA2型两亲嵌段共聚物。聚乙二醇(PEG600)与2,2-二氯乙酰氯通过酯化反应制备结构对称的四官能团大分子引发剂,引发偶氮苯单体6-[4-(4-乙氧基苯基偶氮)酚氧基]己基甲基丙烯酸酯(AZO6Et)的原子转移自由基聚合(ATRP)反应。利用凝胶色谱(GPC)与核磁共振氢谱(1H-NMR)表征了产物的分子量与结构组成,利用差示扫描量热法(DSC)与偏光显微镜(POM)对聚合物的热行为及液晶性进行了表征。在紫外/可见光照射下聚合物溶液呈现明显的光响应性。     

光响应性A_2BA_2型两亲嵌段共聚物的合成与表征EI

设计合成了具有光响应性的A2BA2型两亲嵌段共聚物。聚乙二醇(PEG600)与2,2-二氯乙酰氯通过酯化反应制备结构对称的四官能团大分子引发剂,引发偶氮苯单体6-[4-(4-乙氧基苯基偶氮)酚氧基]己基甲基丙烯酸酯(AZO6Et)的原子转移自由基聚合(ATRP)反应。利用凝胶色谱(GPC)与核磁共振氢谱(1H-NMR)表征了产物的分子量与结构组成,利用差示扫描量热法(DSC)与偏光显微镜(POM)对聚合物的热行为及液晶性进行了表征。在紫外/可见光照射下聚合物溶液呈现明显的光响应性。     

水分散有机硅-聚氨酯嵌段共聚物的合成与性能

通过两步法合成了水分散有机硅-聚氨酯嵌段共聚物,并考察了体系中有机硅含量的变化对薄膜力学性能、热性能、硬度以及薄膜表面接触角的影响。发现随着体系中有机硅含量的增高,热稳定性有所提高,薄膜拉伸强度和模量增大,而断裂伸长率呈先减小后增大的趋势;与此同时,薄膜表面接触角增大,体系有较好的拒水性。     

MDI-50型聚氨酯弹性体材料合成及性能研究

利用MDI-50、聚醚多元醇和3,3′-二氯-4,4′-二氨基-二苯基甲烷(MOCA)扩链剂制备了MDI-50型聚氨酯弹性体,研究了游离异氰酸酯基质量含量、聚醚多元醇相对分子质量对MDI-50聚氨酯弹性体力学性能的影响,采用示差扫描量热分析(DSC)、热重分析(TG)、红外光谱(FTIR)及力学性能等测试方法对MDI-50型聚氨酯弹性体的结构及性能进行了表征和分析,并与TDI-80型聚氨酯弹性体相比较。结果表明:MDI-50型聚氨酯弹性体的综合性能明显优于TDI-80型。MDI-50型弹性体的硬度、撕裂强度和抗拉强度都随预聚体游离-NCO质量含量的提高而增大,随聚醚多元醇软链段相对分子质量增大而减小,而断裂伸长率相反。