软段对热塑性聚氨酯弹性体结构及性能的影响

以二苯基甲烷-4,4′-二异氰酸酯(MDI)和扩链剂1,4-丁二醇(BDO)为聚氨酯弹性体硬段(控制硬段质量分数32%),以实验室自制聚己二酸乙二醇酯二醇(PEA)和聚己二酸乙二醇丙二醇酯二醇(PEPA)为软段,经预聚体法合成不同结构的热塑性聚氨酯弹性体(TPU)。研究了弹性体软段部分对其硬度、力学性能和结晶性能的影响。结果表明,控制热塑性聚氨酯弹性体硬段部分不变,改变软段,材料硬度变化不大;软段聚酯二元醇随其相对分子质量的增加,TPU力学性能和结晶性能均增强;研究不同PG含量的软段PEPA-TPU发现,当PG质量分数为10%时,TPU力学性能与结晶性能最好。     

硬段结构对分子链含亲水基团的聚氨酯形状记忆性能的影响

采用自乳化法,用聚酯二元醇、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)或异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二羟甲基丙酸(DMPA)、乙二胺(EDA)、三羟甲基丙烷(TMP)等单体合成了分子链含亲水基团的聚氨酯.用FTIR对聚氨酯进行了结构表征,并测试了胶膜力学性能和形状记忆性能.主要探讨了硬段结构与质量分数,回复温度和多次拉伸-回复对聚氨酯形状回复率的影响.结果表明,聚氨酯分子链内引入苯环或化学交联结构,可以改善材料的力学性能和形状记忆性能;聚氨酯的硬段质量分数有一最佳值,达到此值形状回复率最大;不同硬段结构的聚氨酯达到最大形变回复率的临界硬段质量分数不同,硬段的结构越稳定,其在形状记忆聚氨酯中的质量分数越低.多次拉伸-回复可以提高形状记忆性能.     

聚酯多元醇M_r对热塑性聚氨酯弹性体性能的影响

以聚己二酸乙二醇/丁二醇酯(PEBA)、4,4′–二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)和1,4–丁二醇(BDO)为原料,合成了热塑性聚氨酯弹性体(TPU)。通过控制异氰酸酯指数(R值)和TPU硬段含量,研究了PEBA相对分子质量(Mr)对TPU综合性能的影响。实验结果表明:当R值和硬段含量维持不变时,随聚酯多元醇Mr增加,TPU的回弹性、力学性能、耐磨耗性能和耐低温性能增强。     

膜组件用聚氨酯灌封胶的制备及性能研究

制备了膜组件用聚氨酯灌封胶,考察了预聚物组分中不同羟基树脂(蓖麻油和多种聚醚)对灌封胶机械性能和吸水性的影响。研究了一缩二乙二醇(DEG)含量对灌封胶固化效果和黏度变化的影响;探讨了灌封胶起始温度对凝胶时间和放热峰值的影响,并测试了三个典型起始温度的实时放热曲线。研究结果表明:随起始温度升高,灌封胶的放热峰值到来的时间更早;最终选取以疏水聚醚D3201合成预聚物,与由蓖麻油、三羟甲基丙烷(TMP)和DEG(质量分数1.8%,相对于固化剂总质量而言)组成的固化剂制备聚氨酯灌封胶,具有较好的综合性能。     

间苯二胺扩链的芳香族聚氨酯弹性体的合成与性能

以甲苯二异氰酸酯和聚氧化丙烯二元醇合成聚氨酯预聚体,通过间苯二胺扩链,得到一种芳香族聚氨酯弹性体。探讨了异氰酸根指数(R值)对聚氨酯预聚体和弹性体合成及固化行为的影响;并利用FT-IR、DSC和拉伸实验等对合成聚氨酯的结构、组成、热性能和力学性能等进行了表征。结果表明,随着R值的增加,聚氨酯弹性体的凝胶时间和表干时间逐渐缩短,拉伸强度增大,断裂伸长率降低,硬段的玻璃化转变温度和热分解温度升高;R值为2.0、2.5和3.0时,合成了固化参数适宜、拉伸性能优异、可用于混凝土防护的聚氨酯弹性体材料。     

聚碳酸亚丙酯型聚氨酯弹性体耐磨性的研究

以聚碳酸亚丙酯二醇(PPC)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)和1,4-丁二醇(BDO)等为原料,采用预聚体法合成了聚碳酸亚丙酯型热塑性聚氨酯弹性体(PPC-TPU)。探讨了硬段含量、异氰酸酯指数(R)、相对分子质量等对弹性体磨耗性能的影响,并与商业化多元醇制备的弹性体进行比较。研究表明,随着硬段含量、R值的增加,制备的弹性体的磨耗出现最小值;随PPC分子量增加,弹性体的耐磨性提高。在相同硬段含量下,PPC型TPU的耐磨性优于聚醚型TPU的,和聚酯型及PTMG型TPU的相近。     

可降解水性聚氨酯的合成及其性能研究

以L-赖氨酸二异氰酸酯为硬段,聚ε-己内酯二元醇(PCL)为软段采用两步法合成了无毒、可生物降解型水性聚氨酯,研究了R值、扩链剂用量以及预聚温度对乳液及涂膜性能的影响。结果表明,当R值为1.5、扩链剂1,4-丁二醇用量为4%、预聚温度为80℃时所合成的水性聚氨酯乳液性能最优。力学性能测试表明其具有良好的机械性能,拉伸强度可达46.5 MPa;80 d后水解降解质量损失达42%,说明所制备的聚氨酯具有可降解性,是一种具有广泛应用前景的生物医用材料。     

环氧丁羟增韧环氧树脂应用研究

采用环氧化端羟基聚丁二烯(EHTPB,简称环氧丁羟)作为环氧树脂固化体系的增韧剂,研究了不同EHTPB质量分数对固化体系力学性能、热性能和电性能的影响。结果表明:随EHTPB质量分数的增加,EHTPB增韧环氧树脂灌封胶的冲击强度呈现先增加后减小的趋势;EHTPB质量分数为10%时增韧环氧树脂灌封胶的冲击强度较佳,增韧性能较好。     

聚醚型聚氨酯的阻尼性能

采用两步法合成了一系列-NCO／-OH(摩尔比)不大于1的聚醚型聚氨酯,用动态黏弹谱仪研究了硬段类型、交联密度、硬段质量分数、软段相对分子质量、扩链剂类型和结构、填料种类等因素对其动态黏弹性能的影响。结果表明,甲苯二异氰酸酯基聚醚型聚氨酯的阻尼性能优于二苯甲烷-4,4’-二异氰酸酯基聚醚型聚氨酯的阻尼性能,减小交联密度、增加硬段质量分数和软段相对分子质量、采用二醇类扩链荆、增加扩链剂的侧基数以及使用片状填料均可改善聚醚型聚氨酯的阻尼性能。     

硬段结构对IPDI型聚氨酯弹性体结构与性能的影响

采用预聚体法合成了以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚醚多元醇等为主要原料,1,4-丁二醇(BDO)、三羟甲基丙烷(TMP)、1,2-丙二醇(PDO)、三异丙醇胺(TIPA)为扩链交联剂的聚氨酯弹性体PUE,讨论了扩链交联剂对弹性体拉伸强度、断裂伸长率、硬度、损耗因子、微相分离、吸水率等性能的影响规律。结果表明:随R值增加,PUE硬度增加,交联密度越大,分子规整性越高,硬度越大;相同R值下,不同硬段结构的PUE储能模量E’和tanδ变化趋势一致,Tg(SS)几乎不变,但tanδmax变化较大;相同R值下,交联密度越大,硬段链段规整性越高,内聚能越大,拉伸强度越大,吸水率越低,断裂伸长率越小,微相分离程度越大。     

新能源汽车动力电池用双组分聚氨酯灌封胶应用研究

聚焦双组分聚氨酯灌封胶的应用性能,研究了双组分灌封胶混合后黏度随时间变化曲线,施胶时间、温度、胶层厚度对粘接强度的影响以及NCO/OH比例对粘接强度、硬度、拉伸强度、断裂伸长率等性能的影响。研究结果表明：双组分聚氨酯灌封胶混合后黏度低,可操作时间适中,混合均匀后30 min内施胶,对6系铝具有优异的粘接性;双组分聚氨酯灌封胶对NCO/OH比例耐受性宽,在n(—NCO)∶n(—OH)=(8～13)∶10范围内,硬度、拉伸强度、剪切强度等随着异氰酸酯组分混合比例的增加而增加,导热系数随异氰酸酯组分混合比例的增加而降低。整体而言,新能源汽车电池包用双组分聚氨酯灌封胶具有高导热性、高粘接性和良好的操作性能,对改善电池热管理、提高电池系统总成性能具有重要作用。     

导热聚氨酯灌封胶的研制

以聚醚210、聚醚305、1,4-丁二醇、三羟甲基丙烷为原料,氧化铝(Al2O3)为导热填料,与异佛尔酮二异氰酸酯反应合成导热聚氨酯灌封胶。研究Al2O3用量、催化剂和聚醚多元醇的种类对灌封胶性能的影响。结果表明,当Al2O3的质量分数从0增加到80%时,灌封胶的导热系数从0.08 W/(m.K)增加到0.76 W/(m.K),是纯聚氨酯灌封胶的9倍多。SEM测试表明,Al2O3在体系中有着较好的分散性。     

低压变(LCS)特种聚氨酯微孔弹性体研制

分别以不同异氰酸酯、端羟基聚二甲基硅氧烷(HTPDMS)、聚四氢呋喃醚二醇(PTMG2000)和扩链剂等为原料,采用半预聚法工艺制备了有机硅链段改性的低压缩永久变形(LCS)聚氨酯微孔弹性体(MPU)。探讨了预聚物类型、扩链剂类型、HTPDMS添加量、R值、硬段含量等因素对MPU力学性能特别是30%压缩永久变形(70℃、22 h)的影响。结果表明,采用液化MDI为异氰酸酯组分、自制902为扩链剂、R值为1.05、硬段质量分数为22%、软段中HTPDMS质量分数为15%时,压缩永久变形为1.8%,满足LCS要求。     

低内耗聚氨酯灌封胶研制

采用聚四氢呋喃醚二醇(PTMG)、聚己二酸乙二醇酯(PBA)、聚环氧丙烷醚多元醇(PPG)、甲苯二异氰酸酯(TDI)等为原料,制备了一种高强度、低内耗聚氨酯灌封胶。讨论了多元醇种类和异氰酸酯含量对灌封胶材料力学性能、电学性能、动态热机械性能的影响。结果表明,当采用质量分数80%的PTMG和20%的PBA作为软段,且NCO质量分数达到6.5%时,灌封胶拉伸强度为56MPa,伸长率为581%,撕裂强度为120kN/cm,体积电阻为4.8×1013Ω.cm,内耗峰峰高tanδ=0.22;适用于高振动工况条件下电子元器件的灌封。     

H_(12)MDI聚氨酯弹性体微相分离研究

以4,4′-二环己基甲烷二异氰酸酯(H12MDI)/1,4-丁二醇(BDO)为聚氨酯硬段,分别以聚四氢呋喃醚二醇(PTMEG)、聚己二酸丁二醇酯(PBA)为软段合成了硬段含量(质量分数,下同)为23%～50%的聚氨酯弹性体。借助IR、DSC等分析手段研究了其微相分离结构,并针对所制备弹性体进行力学性能表征。结果表明,硬段含量对H12MDI基弹性体的软段玻璃化温度影响很小;硬段含量的增加,PTMEG型PU的微相分离程度随之先降低后增加,而PBA型PU的微相分离程度则随之降低;以PBA为软段的H12MDI基弹性体在硬段含量为40%时力学性能达到最优。     

粒料法合成不同相对分子质量和软段的聚氨酯分散体研究

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为硬段、二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水单体,采用粒料法合成了不同Mη(黏均相对分子质量)和不同软段的PU(聚氨酯)离聚物粒料,并制备了固含量约为40%的PUD(PU分散体)。结果表明:PU的Mη随R值[R=n(-NCO)/n(-OH)]增加呈先升后降态势;PU的Mη越高,PUD的平均粒径越小,粒径分布越窄,黏度越大;PUD粒子呈大小不一的球形结构,并且PU的Mη越高,PUD胶膜的拉伸强度越大;聚酯型PUD胶膜的拉伸强度大于聚醚型PUD,并且前者的软段和硬段之间相容性较好,而后者的软段和硬段之间因出现相分离现象而相容性较差;PUD胶膜的吸水率均不超过5.93%,说明其耐水性能优异。     

复合薄膜用水性聚氨酯胶粘剂的研究

以聚已二酸1,4-丁二醇酯(PBA)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、二羟甲基丙酸(DMPA)等为主要原料合成了水性聚氨酯复膜胶,讨论了亲水性扩链剂DMPA用量对水性聚氨酯复膜胶的稳定性、耐水性、粘接强度等的影响;使用差示扫描量热仪(DSC)和原子力显微镜(AFM)观察了分子结构中的软、硬段微相结构分布。结果表明,当DMPA质量分数占预聚体总质量的2.67%～5.34%时能够制得稳定乳液;水性复膜胶乳液的粘度以及胶膜的吸水率随着亲水性扩链剂DMPA用量的增加而增加,而乳液的粒径随着亲水性扩链剂DMPA用量的增加而减小;硬段含量的增加会降低软段结晶,增加水性聚氨酯复膜胶高分子链的极性和粘接强度,当硬段质量分数为22.79%时,胶膜具有较好的T型剥离强度;提高复合压力能够显著提高T型剥离强度;该复膜胶对聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜有着比聚丙烯(OPP)膜更好的粘接效果。     

聚氨酯弹性体的合成及其阻尼性能的研究

以端羟基聚环氧氯丙烷为原料,采用半预聚体制备聚氨酯弹性体;对端羟基聚环氧氯丙烷和聚氨酯弹性体的阻尼性能进行了表征,并研究了半预聚体中—NCO的的质量分数、弹性体中硬段的质量分数、异氰酸酯的种类和聚醚的相对分子质量对聚氨酯弹性体阻尼性能的影响。结果表明:聚氨酯弹性体具有良好的阻尼性能,降低半预聚体中—NCO的质量分数、弹性体中硬段的质量分数、端羟基聚环氧氯丙烷的相对分子质量和使用异氰酸酯TDI-80可以提高聚氨酯弹性体的阻尼性能。     

聚碳酸酯二醇型热塑性聚氨酯弹性体的制备与性能

以聚碳酸酯二醇(PCDL)为软段、4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)/1,6-己二醇(HG)为硬段,经两步法制备了不同硬段含量的PCDL型热塑性聚氨酯弹性体,即聚碳酸酯聚氨酯(PCU); 考察了硬段含量对PCU的力学性能、结晶性能、流变性能及耐热性能的影响。结果表明,随着硬段含量的增加,PCU的拉伸强度、定伸应力及邵尔A硬度均增大,扯断伸长率减小,当硬段质量分数为40%时,PCU的拉伸强度高达28.82 MPa,300%定伸应力为21.46 MPa,扯断伸长率为382%,邵尔A硬度为85。随着硬段含量的增加,PCU的结晶能力增强,耐热性能提高。PCU具有典型的假塑性流体特征。     

合成革用脂肪族聚氨酯树脂的合成

以聚己二酸丁二醇酯二醇(PBA)为软段,异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、异佛尔酮二胺(IP-DA)和1,4-丁二醇(BDO)为硬段,合成了不合N,N-二甲基甲酰胺(DMF)的弱极性溶剂型脂肪族聚氨酯树脂,考察了软段含量、二次扩链反应温度及nNCO/nOH值对聚氨酯树脂粘度及产品力学等性能的影响.结果表明,软段质量分数在...