新型高温热塑性弹性体

热塑性弹性体由非晶形的“软”段和“硬”段组成。“软”段的Tg较低,它决定着这类物质的高弹特性,而“硬”段不是高熔点的结晶体就是高Tg的非晶形玻璃质,其结构是硬段夹在软弹性基体中。这类热塑性物质的最高使用温度取决于硬段的热稳定性和交联能力,因此,硬段的熔点、软化点及硬段与软性基体的互溶性(影响硬段Tg)决定着这类物质的使用温度。采用二异氰酸酯、二羧酸及二羧酸终止预聚物合成了两种新型热塑弹性体:聚酯酰     

聚酯酰胺弹性体

一、合成与性能聚酯酰胺(PESA)的合成采用在异氰酸酯工艺的基础上开发的新方法。在该工艺中,异氰酸酯与羧酸反应生成酰胺和二氧化碳。软链段是以聚酯为基础的材料,其巾端基为羧基。延展剂是短链的二酸,例如已二酸和壬二酸。硬链段则为芳酰胺,它们是典型的高熔点结晶材料。例如,从壬二酸和二苯甲烷-4,4-二异氰酸酯(MDI)得到的硬链段在260℃下熔化,而从己二酸得到的硬     

苯酐聚酯型水性聚氨酯渗透汽化膜制备及性能

以聚邻苯二甲酸-1,6-己二醇酯二醇(PH-56)为软段,异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、1,4-丁二醇(BDO)和乙二胺(EDA)为硬段,合成了系列软段中含有苯环结构的苯酐聚酯型水性聚氨酯(WPU)膜.并采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、热重分析(TGA)等对膜进行了表征.对于苯/环己烷混合液(质量比50/50,50℃),测定膜的吸附分离性能和渗透汽化分离性能,并与软段不含苯环的聚己二酸-1,6-己二醇酯二醇(PHA-2000)的脂肪族聚酯型水性聚氨酯膜进行了比较.结果表明,含有苯环结构的PH-56为软段的膜比PHA-2000为软段的膜热稳定性和分离性能更好;软段为PH-56的膜在环己烷中几乎不溶胀,且当膜结构中软段质量分数从55.0%增加到73.6%时,渗透汽化分离因子从6.90缓慢减小为4.91,而通量从6.91kg·μm/(m~2·h)明显增加到23.8kg·μm/(m~2·h).     

热塑性聚氨酯弹性体的新进展

一、前言热塑性聚氨酯弹性体(TPU)系由二异氰酸酯、多元醇和短链二元醇所组成。二异氰酸酯及短链二元醇形成TPU的硬段,多元醇形成软段。由于硬、软段互不相容,TPU表现出两相结构。聚氨酯分为聚酯型及聚醚型两类。一般,聚酯型TPU具有更好的物理性质、热氧化稳定性和耐油性。在硬度范围相同的情况下,聚醚型TPU表现     

对苯二甲酸乙二酯-环氧乙烷多嵌段共聚物的结晶行为

用两步法合成了对苯二甲酸乙二酯-环氧乙烷(EOET)多嵌段共聚物，并研究了软硬链段的结晶特性。DSC研究表明软链段PEO分子量不低于4000，在室温下方可结晶，并且软链段的结晶特性受硬链段含量和硬链段结晶度的影响；偏光显微镜观察硬链段易形成微晶，在软链段熔融温度以上起到物理交联点的作用。EOET多嵌段共聚物的结构特征表明其具有热致形状记忆特性。     

软段结构对聚酯型聚氨酯结晶性影响的研究

用３种聚酯二醇ＰＥＡ、ＰＢＡ、ＰＨＡ和ＭＤＩ，以溶液聚合法合成了３个系列的线型嵌段聚氨酯胶粘剂（ＰＥＡＵ、ＰＢＡＵ、ＰＨＡＵ）。以Ｘ－Ｒａｙ衍射法测定了３种聚酯和３个系列聚氨酯的结晶度，讨论了聚酯类型、聚酯分子量、聚氨酯中硬段含量等因素对聚氨酯结晶能力的影响。结果表明，在硬段含量不高（＜２５％）情况下，聚氨酯中的结晶部分主要是由聚酯软段引起的，而聚酯结晶能力大小的次序为ＰＨＡ＞ＰＢＡ＞＞ＰＥＡ，增     

TPUE相态网络结构与力学性能间相关性的研究 Ⅱ.TPUE大形变弹性分子理论同实验的对比

本文以单向拉伸和动态力学分析法研究了两种类型(聚酯和聚醚型)热塑型聚氨酯弹性体的硬段含量和软段平均分子量对其弹性行为和损耗角正切(tgδ)的依赖性,得到了剪切模量(G_(sh))同硬段含量(W_h)和软段平均分子量倒数(1/_(ns))间及tgδ同硬段含量倒数(1/W_h)和C2/(C_1+C_3)间等的线性关系。以上述实验数据验证了前报所提出的热塑型聚氨酯弹性体大形变弹性分子理论,该理论同实验能较好地符合。结果表明该理论能在较大形变范围内定量地预测大形变弹性力学形为、损耗角正切同(1/W_h)问和G_(sh)同W_h和(1/_(lls))间等线性关系。从而成功地把聚氨酯弹性体的弹性行为同聚氨酯组成中的硬段含量(W_h)和软段平均分子量(1/)联系起来。     

开环聚合法合成聚醚酯多元醇共聚物(Ⅱ)在聚氨酯合成中的应用及性能

制备了以自制聚醚酯多元醇、二异氰酸酯和1,4-丁二醇交联刑为原料合成的聚氨酯弹性体,研究了其力学性能。讨论了软段结构硬段含量对其力学性能、热性能及合成产物性状的影响。     

可生物降解多嵌段共聚物P(LLA-mb-BSA)的制备与性能

本文以直接缩聚制得的聚乳酸(PLLA)和聚丁二酸己二酸丁二醇酯(PBSA)预聚物为原料,以1,4-苯基二噁唑啉(PBO)及六亚甲基二异氰酸酯(HDI)为双扩链/偶联剂,采用扩链/偶联法制备可生物降解多嵌段共聚物P(LLA-mb-BSA)。重点考察了反应条件对扩链/偶联反应的影响,并对共聚物的链结构、热转变和力学性能进行了初步研究。该法简便高效,可制得高分子量的多嵌段共聚物。P(LLA-mb-BSA)多嵌段共聚物的软、硬段不相容,PLLA硬段保持较好的结晶性,而软段当分子量较低时接近无定型结构,其力学性能可由组成在较大的范围内进行调节。     

热塑性聚氨酯弹性体的不同分子结构对热性能的影响

制备了软段结构为聚醚型和聚酯型的两种热塑性聚氨酯弹性体(TPU),再分别以其为原料共聚和共混,制得了两种不同分子结构的TPU,并研究了其分子结构的改变对热性能的影响。研究结果表明,软段结构既有聚醚型又有聚酯型的共聚物(C-TPU)的热分解温度为331℃(热失重5%时),而它们共混得到的B-TPU的热分解温度为319℃;C-TPU的耐热性较高,并且具有较好的微相分离。     

IPDI基和HMDI基热塑性聚氨酯弹性体的合成与性能

采用熔融二步法合成了以环氧乙烷-四氢呋喃无规共聚醚(PET)和聚己二酸乙二醇丙二酯(PEPA)的混合多元醇为软段,1,4-丁二醇(BDO)为扩链剂.不同硬段含量的异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)基和二环已基甲烷二异氰酸酯(HMDI)基热塑性聚氨酯弹性体(TPU).通过红外光谱(FT-IR)对TPU的结构进行了表征,利用差...     

异氰酸酯功能化氧化石墨烯/热塑性聚氨酯弹性体复合材料的制备与性能

采用甲苯-2,4-二异氰酸酯（TDI）对氧化石墨烯（GO）进行表面接枝改性,制得TDI功能化GO（TDI-GO）,再将其分散于4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯中,经原位聚合法制备TDI-GO/热塑性聚氨酯弹性体（TPU）复合材料。利用FTIR、XPS、DSC、TG、SEM、维卡软化温度和拉力试验机等测试手段,表征和分析了TDI-GO的表面结构及TDI-GO含量对TDI-GO/TPU复合材料结构与性能的影响。结果表明,TDI成功接枝改性GO,TDI-GO的加入使TPU体系的微相分离程度减弱,其异相成核作用提高了TPU硬段相的结晶性能;相比纯TPU基体,TDI-GO/TPU复合材料耐热性能提高,当TDI-GO添加量为0.5wt%时,复合材料5%热失重温度提高了约9℃,维卡软化温度提高了约18℃;TDI-GO/TPU复合材料力学性能明显提高,与纯TPU相比,TDI-GO含量为0.5wt%的TDI-GO/TPU复合材料拉伸强度提高了近10 MPa,断裂伸长率提高了约32%。     

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。     

HPVC／TPU共混物的相容性研究

用傅立叶变换红外不谱，动态力学分析，对高聚合度聚氯乙烯／热塑性聚氨酯共混物的相容性进行了研究。结果表明，共混物中ＴＰＵ分子上的氨基与ＨＰＶＣ分子上的氯形成了类氢键结构。ＨＰＶＣ与ＴＰＵ分子间有一定的相容性，并且ＴＰＵ的结构组成与共混对体系的相容性有较大的影响。     

TPU弹性体中化学交联对其形态影响的动态力学分析

研究了分别以微量的三羟甲基丙烷(TMP)和端异氰酸酯基的预聚体为交联剂的微化学交联TPU的动态力学性能的变化,分析了微量化学交联的TPU中化学交联对其形态结构的影响。结果表明,当以TMP为交联剂时,交联程度的增加会导致TPU软、硬微区相容性的增强,从而使其Tg和力学损耗值都上升;而当以端异氰酸酯基预聚体为交联剂时,交联程度的增加仅仅只会加强TPU软、硬微区间的相互联系作用,因而其Tg和力学损耗值变化不显著。     

异佛尔酮二异氰酸酯基热塑性聚氨酯氢键体系的研究

基于氢键所引起基因的频移,以FT－IR为主要的研究手段,并结合通过DSC所建立的评估硬段与软段之间混溶的定量方程,对所合成的以环氧乙烷／四氢呋喃无规共聚醚、异佛尔酮二异氰酸酯以及1,4－丁二醇为原料的热塑性聚醚聚氨酯新颖性体的氢键体系进行了研究。结果表明,只有少部分的硬段氨基溶入软段相与软段的醚氧产生氢键作用,主要的氢键包括羰基与氨基之间的氢键,以及硬段烷氧与氨基之间的氢键,仍发生硬段岛区内。     

层叠状功能化石墨烯纳米带/TPU复合材料薄膜的制备与性能

利用溶液涂覆成膜工艺在涂膜机上制得层叠状功能化石墨烯纳米带（SF-GNRs）/热塑性聚氨酯（TPU）复合材料薄膜。采用FTIR、XRD、XPS、TEM和FE-SEM对SF-GNRs的结构进行表征,并结合复合材料薄膜的氧气透过率、体积电阻率测试及表面形貌观察,研究了不同质量分数的SF-GNRs对TPU复合材料薄膜阻隔和抗静电性能的影响。结果表明:所得高比表面积SF-GNRs在TPU基体中分散良好;当SF-GNRs质量分数为1.0%时,SF-GNRs/TPU复合材料薄膜的氧气透过率相比纯TPU薄膜降低了67.76%,阻隔性能得到明显改善;当SF-GNRs质量分数达到1.0%～1.5%时,SF-GNRs/TPU复合材料薄膜出现了电渗流行为,表现出优良的室温导电性能。      

功能石墨烯/热塑性聚氨酯复合材料膜的制备及性能

采用双十二烷基二甲基溴化铵(DDAB)插层改性氧化石墨烯(DD-GO),再用抗坏血酸进行还原制得功能石墨烯(DDRGO)。采用溶液成形的方法在涂膜机上制备功能石墨烯(DD-RGO)/热塑性聚氨酯(TPU)复合材料膜,并利用FTIR、XRD、FE-SEM、高阻计、氧气透过仪对DD-RGO/TUP复合材料膜结构和性能进行表征。结果表明:经DDAB改性后的石墨烯能在TPU基体中能以褶皱层状的形式均匀的分散,并提高TPU的热稳定性、阻隔性与抗静电性。当DD-RGO的添加量为2%时,复合材料膜的阻隔性与导电性相对于纯TPU分别提高了50%与7个数量级,阻隔性与抗静电性明显提高。     

反应注射成型(聚氨酯-聚苯乙烯)间充复合弹性体的热性能研究

通过ＤＳＣ、ＴＧ考察了反应注射成型（聚氨酯－聚苯乙烯）间充复合弹性体各相态间的相互作用及其热降解规律。结果表明，ＰＵＲ交联密度提高有利于其软段相与ＰＳ相形成部分互溶的微相结构，而ＮＣＯ／ＯＨ的提高则促进软段的微相分离及增大ＰＳ与ＰＵＲ的相容性。该共混体系的热裂解属无规热降解反应，不同热裂解温度区域内各相态的热失重均有所偏重。     

Superior Toughness and Fast Self‐Healing at Room Temperature Engineered by Transparent Elastomers

The most important properties of self‐healing polymers are efficient recovery at room temperature and prolonged durability. However, these two characteristics are contradictory, making it difficult to optimize them simultaneously. Herein, a transparent and easily processable thermoplastic polyurethane (TPU) with the highest reported tensile strength and toughness (6.8 MPa and 26.9 MJ m^?3, respectively) is prepared. This TPU is superior to reported contemporary room‐temperature self‐healable materials and conveniently heals within 2 h through facile aromatic disulfide metathesis engineered by hard segment embedded aromatic disulfides. After the TPU film is cut in half and respliced, the mechanical properties recover to more than 75% of those of the virgin sample within 2 h. Hard segments with an asymmetric alicyclic structure are more effective than those with symmetric alicyclic, linear aliphatic, and aromatic structures. An asymmetric structure provides the optimal metathesis efficiency for the embedded aromatic disulfide while preserving the remarkable mechanical properties of TPU, as indicated by rheological and surface investigations. The demonstration of a scratch‐detecting electrical sensor coated on a tough TPU film capable of auto‐repair at room temperature suggests that this film has potential applications in the wearable electronics industry.