基于硼酸酯动态共价键双网络水凝胶在柔性传感器中的应用研究

为了解决传统金属传感器机械柔性差和黏附性差的缺点,以海藻酸钠、硼砂和明胶为原料,采用一锅法制备了BSG双网络水凝胶,并对其流变学性能、机械性能、自愈合性能、黏附性能及电学性能等进行了评价。结果表明,BSG双网络水凝胶具有良好的机械性能,其最高拉伸率为660%,最大拉伸强度为50.2 kPa,最大韧性(断裂能)为799 kJ·m^-3;BSG双网络水凝胶能够牢固黏附在多种有机和无机基底材料(纸杯、金属、玻璃、木头、橡胶、陶瓷、塑料和猪皮)表面,其中,BSG双网络水凝胶对木头的黏附强度和剥离强度最优,分别为58.3 kPa和12.2 kPa;将BSG双网络水凝胶组装成应变传感器后,在较宽的应变范围(0～400%)内具有较高的传感灵敏度(GF=1.68)及循环稳定性;BSG双网络水凝胶传感器可以将形变转换为电信号,将其黏附于人体不同部位能够实时监测手指、手腕、肘部和膝盖关节的弯曲运动以及微笑、眨眼、吞咽和说话的细微生理活动。     

pH敏感性P(AAm-co-AA)半互穿网络水凝胶的制备、表征及溶胀动力学研究

以N,N-亚甲基双丙烯酰胺(N,N-MBA)为交联剂、过硫酸钾(KPS)为引发剂,采用自由基交联共聚法合成了具有pH敏感性的半互穿网络水凝胶聚丙烯酰胺-co-丙烯酸[P(AAm-co-AA)],通过傅立叶红外光谱、差热分析研究了水凝胶的结构及热稳定性.水凝胶的溶胀研究表明,随着缓冲溶液pH值的增大平衡溶胀率增大;在不同...     

聚氨酯-Ch水凝胶的制备及其作为伤口敷料的性能

以2,4-二羟基苯甲醛(DDBA)为扩链剂,丙烯酸羟乙酯(HEA)为封端剂制备了含有醛基的水性聚氨酯(DPU),在温和的条件下引入不同含量的羧甲基壳聚糖(CMCh)溶液合成了CMCh席夫碱,接着其与丙烯酰胺经自由基反应合成了聚氨酯-羧甲基壳聚糖席夫碱水凝胶(DPU-Ch).通过FTIR、SEM、力学性能、溶胀保水性、抗菌性和血液相容性测试等对水凝胶结构和性能进行了表征.结果表明,水凝胶的机械性能随着CMCh含量的增加先增大后减小,水凝胶显示出良好的溶胀能力和保水能力;水凝胶对革兰氏阳性和阴性细菌菌株均显示出良好的抗菌性能;水凝胶溶血率均低于5％,表明其具有良好的细胞相容性,小鼠成纤维细胞(NIH3T3)存活率在90％以上证明其细胞毒性较低.当CMCh添加量为DPU树脂固含量的4％时,DPU-Ch水凝胶综合性能最佳,溶胀比为10.58,24 h失水率为31.1％,压缩强度为0.70 MPa,溶血率为2.4％,细胞存活率为101％±1.7％,抗菌性能良好.     

金属离子及羧基单体对PAM水凝胶性能的影响

将丙烯酰胺(AM)与羧基单体共聚,并浸泡在阳离子溶液中制备了一系列双网络水凝胶。采用SEM、FTIR以及TGA表征了水凝胶的微观结构以及离子键强度,借鉴橡胶弹性理论计算了水凝胶的有效交联密度和有效交联点间的相对分子质量,利用电子拉力机考察了金属离子和羧基单体对水凝胶拉伸强度的影响。结果表明,单网络水凝胶网络结构不均匀,强度仅为3.3kPa;Ca~(2+)、Fe~(2+)、Cu~(2+)与羧基双齿配位,水凝胶强度提高至43、54、22 kPa;Fe~(3+)与羧基三齿螯合,网络结构最致密,拉伸强度高达6123 kPa。此外,AM与衣康酸和丙烯酸共聚所得水凝胶强度均大于4.0 MPa,而与马来酸共聚仅为1.0 MPa。Fe~(3+)的引入不仅提高了水凝胶的力学性能,还赋予了水凝胶自愈合性能,愈合后的水凝胶抗拉强度可达130 kPa。     

聚酯型聚氨酯阻尼材料的改性研究

采用接枝、嵌段及交联的方法对聚酯型聚氨酯(PU)阻尼材料进行改性并对其阻尼性能和力学性能进行研究.结果表明,PU材料的阻尼性能随接枝率增加而明显提高;当接枝率10%时,tanδmax为0.84,tanδ>0.3的阻尼温域为0.8～61.6℃,拉伸强度19.6 MPa,撕裂强度为27.0 kN/m,伸长率500%,是综合...     

马来酸三乙醇胺双酯的合成及其对水泥性能的影响

本文以马来酸酐、三乙醇胺为原料,通过两者酯化反应合成马来酸三乙醇胺双酯,探讨反应温度、反应时间、物料摩尔比对其酯化程度的影响规律;并考察合成产物在不同掺量下对水泥力学性能(强度)和水化特性(水化热、化学结合水、微观形貌)的影响.研究结果表明:反应温度120℃,反应时间4h及马来酸酐和三乙醇胺的摩尔比为1:2时,马来酸酐与三乙醇胺的酯化程度最高,酯化率高达80.22％;在此反应条件下合成的马来酸三乙醇胺双酯的掺量为0.02％时,对水泥的力学性能和水化性能作用效果最佳;与三乙醇胺相比,两者对水泥早期强度的作用相当,但马来酸三乙醇胺双酯对水泥后期水化有明显促进作用,对水泥后期强度的激发优于三乙醇胺.     

具有pH响应性的双网络水凝胶的合成与性能研究

以锂藻土(Laponite)为交联剂,丙烯酰胺(AM)在Laponite分散液中进行原位自由基聚合合成第一网络,海藻酸钠(SA)与钙离子(Ca~(2+))进行物理交联形成第二个网络,制备具有高强度和响应性的互穿网络水凝胶。通过改变两个网络高分子的比例及交联密度调节水凝胶的拉伸强度和pH响应性。结果表明,当水凝胶中高分子的质量分数为9%,m(AM)∶m(K2S2O8)=1∶0.25%,Laponite含量占总体系质量的6%,m(SA)∶m(Ca~(2+))=1∶5.6%时制备的双网络水凝胶拉伸强度可达80kPa;同时水凝胶表现出灵敏的pH响应性。     

γ–聚谷氨酸/海藻酸钠双网络水凝胶的制备及性能研究

采用两步法合成了γ–聚谷氨酸（PGA）/海藻酸钠（SA）双网络水凝胶,其中化学交联的PGA–Ly（赖氨酸）网络作为第一网络,而离子交联的SA–Ca2＋网络作为第二网络。通过控制水凝胶的弹性张力和溶胀率之间的平衡,很好地控制了PGA/SA水凝胶的溶胀。通过傅里叶变换红外光谱（FTIR）对水凝胶结构进行了表征。压缩试验结果表明,PGA/SA水凝胶的压缩模量（0.17 MPa）为PGA水凝胶（0.034MPa）的5倍。拉伸试验结果显示,当SA质量浓度达到0.02 g/m L时,PGA/SA水凝胶的断裂伸长率和拉伸强度分别为PGA水凝胶的2倍和8倍。溶胀试验结果表明,随SA含量增加,水凝胶溶胀率逐渐下降。这些特性表明PGA/SA水凝胶在组织工程中具有巨大的应用潜力。     

LED固化环氧丙烯酸酯/聚乙烯醇双网络水凝胶海洋防污涂料的研制

采用聚乙二醇二缩水甘油醚与丙烯酸反应制备了环氧丙烯酸酯（ PEGDGE-AA），然后通过 LED固化制备了 PEGDGE-AA/聚乙烯醇（ PVA）双网络水凝胶海洋防污涂层，探讨了 PEGDGE-AA与 PVA配比对防污涂层的力学性能及吸水溶胀性能的影响，并研究了防污涂层在人工海水中对硅藻生长的影响和抗硅藻附着性能。结果表明： PEGDGE-AA/PVA双网络水凝胶的拉伸强度高于 PVA单网络水凝胶，且随 PEGDGE-AA含量的增加，双网络水凝胶拉伸强度及弹性模量增加，断裂伸长率下降，吸水率下降，其中 PEGDGE-AA10PVA5双网络水凝胶的拉伸强度最高，拉伸强度在 570 kPa左右，弹性模量为 12. 7 kPa，断裂伸长率为 47. 0%。人工海水模拟实验结果证明，水凝胶涂层的存在对小新月菱型藻的生长基本无影响，但能阻碍其附着在涂层表面，所制备的 PEGDGE-AA/PVA双网络水凝胶具有较好的海洋防污能力。     

互穿网络聚合物水凝胶的制备及其吸附研究进展

互穿网络聚合物(IPN)水凝胶在分离技术领域具有广泛的应用前景,这些年受到人们广泛关注.本文介绍了聚多糖基(壳聚糖、海藻酸、淀粉和其他聚多糖)、蛋白质基(明胶、胶原蛋白、丝纤蛋白和大豆蛋白)和合成聚合物基(非离子型和离子型)IPN水凝胶的制备方法,主要包括同步-IPN、分步-IPN和半-IPN的制备方法.为了提高聚合物水凝胶的生物相容性、溶胀率和机械强度,采用天然高分子与合成高分子共混制备IPN水凝胶.与单网络水凝胶相比,IPN水凝胶对染料和重金属离子的吸附速率快、吸附容量大.为了达到选择性吸附和提高水凝胶的比表面积,制备离子印迹IPN水凝胶和多孔IPN复合冷冻凝胶,是未来研究高效吸附IPN水凝胶的发展方向之一.     

ATO/PU复合隔热膜的制备及其性能研究

氧化锡锑(ATO)具有良好的红外阻隔性.将ATO直接分散到异氰酸酯中,与聚醚二元醇及催化剂制备含ATO的预聚物,再采用小分子扩链剂制备ATO/P U复合隔热膜.讨论了ATO在预聚物中的分散稳定性、ATO/P U复合隔热膜的基本物理性能和隔热性能.结果表明,平均粒径为32.9μm的ATO粒子在黏度57.86 Pa·s的预...     

聚醚型聚氨酯增强增韧环氧树脂的研究

用聚丙二醇(PPG400,PPG1000)与异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)反应制备了聚氨酯(PU)预聚体,然后通过与环氧树脂(EP)的加成反应和环氧树脂的固化反应将聚氨酯引入环氧固化物网络,并研究了两种聚醚型聚氨酯对环氧树脂的改性效果。结果发现,聚氨酯的引入不但起到了增韧的作用,而且使体系的强度有了很大的提高。随聚氨酯用量增大,PU/EP材料拉伸强度、弯曲强度、冲击强度均先增大后减小,过多的聚氨酯用量导致其不能接人环氧固化物网络;分子链较短的PPG400型聚氨酯的改性效果优于PPG1000,PU与EP的质量之比的最佳值为15%～20%;1,4-丁二醇/三羟甲基丙烷的引入能够使体系中聚氨酯分子链增长并交联成网状,但并不能进一步提高PU/EP材料的强度和韧性。     

聚氨酯交联改性聚丙烯酸酯压敏胶的研究

采用溶液自由基共聚法合成了含有羟基的(甲基)丙烯酸酯共聚物(PA),采用预聚法合成了端-NCO基聚氨酯(PU)预聚体,然后将PA和PU预聚体混合均匀后制备PUA压敏胶。考察了n(-NCO)∶n(-OH)比例、不同相对分子质量(Mn)的聚丙二醇(PPG)和不同类型的聚醚合成的PU预聚体对PUA压敏胶性能的影响。实验结果表明,改性PUA压敏胶的剥离强度随着PU预聚体用量的增加而逐渐降低,最大降幅为8N/30mm左右,但残胶现象可消除;当n(-NCO)∶n(-OH)=3∶2、m(PA)∶m(PU)=10∶1且PPG的Mn为400时,所制取的PUA压敏胶的持粘性较未改性PA压敏胶提高了267%,但初粘性则有所降低;对Mn均为400的聚乙二醇(PEG)和PPG而言,由PEG400合成的PUA压敏胶比由PPG400合成的PUA压敏胶改性效果更好。     

1,3-丁二醇对PTMG/MDI体系聚氨酯弹性体力学性能的影响

以纯4,4′-二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）MDI-100、液化MDI（C-MDI）、MDI-50和四氢呋喃均聚醚（PTMG）为原料合成聚氨酯（PU）预聚体,再分别与KD和KC扩链剂制备PU弹性体。研究了1,3-BDO含量、异氰酸酯类型、预聚体NCO基含量、聚醚软段相对分子质量对PU弹性体力学性能的影响。结果表明,提高1,3-BDO含量可使PU弹性体的硬度、撕裂强度和冲击弹性明显下降;纯MDI弹性体综合力学性能最好,液化MDI次之,MDI-50最差;提高预聚体NCO基含量可使弹性体的硬度、300%定伸应力和撕裂强度明显提高,拉断伸长率和冲击弹性则下降;软段相对分子质量为1000时,PU弹性体的300%定伸应力、拉伸强度和撕裂强度均增加;软段相对分子质量为1800以上,拉断伸长率和冲击弹性增加。     

Synthesis and properties of shape memory polyurethanes generated from schiff-base chain extender containing benzoyl and pyridyl rings

In this study, 4,4′-diphenylmethane diisocyanate and polytetramethylene glycol were used to prepare a prepolymer; N,N′-bis(4-hydroxybenzylidene)-2,6-diaminopyridine (BHBP) was used as a chain extender; and these elements were combined to prepare a novel polyurethane, BHBP/PU. Gel permeation chromatography revealed that the molecular weight of the BHBP/PU samples increased as the BHBP content was increased. Fourier transform infrared spectroscopy demonstrated that high BHBP content facilitated strong hydrogen bonding in the samples. Differential thermogravimetry indicated that the initial decomposition temperature of BHBP/PU-3 was approximately 10 °C higher than that of BHBP/PU-1. Differential scanning calorimetry and dynamic mechanical analysis revealed that increasing the BHBP content substantially increased both the glass transition and dynamic glass transition temperatures of the BHBP/PU samples. The tensile strengths of BHBP/PU-1, BHBP/PU-2, and BHBP/PU-3 were 7.7, 10.9, and 21.6 MPa, respectively, with corresponding Young’s moduli of 0.7, 1.9, and 3.3 MPa. These results demonstrated that both the tensile strength and Young’s modulus of the BHBP/PU samples increased as the BHBP content was increased. Moreover, the BHBP/PU samples exhibited excellent shape recovery of >90%.     

阴离子改性PUA紫外光固化胶粘剂的制备及性能

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二羟甲基丁酸(DMBA)和聚四氢呋喃醚二醇(PTMG)等为主要原料,制得聚氨酯(PU)预聚体;然后将其与丙烯酸羟乙酯(HEA)反应,制得HEA封端的聚氨酯丙烯酸酯(PUA)预聚体;最后在PUA预聚体中加入中和剂等助剂,制备出阴离子改性PUA紫外光(UV)固化胶粘剂。研究结果表明:当w(DMBA中-COOH)=1.2%(相对于PU预聚体质量而言)、中和度=n(中和剂)∶n(DMBA)=80%、以PTMG为多元醇且偶联剂采用预处理法加入时,相应的阴离子改性PUA型UV固化胶粘剂的耐水性、粘接强度和耐久性俱佳。     

Effects of NCO/OH molar ratio on miscibility and properties of semiinterpenetrating polymer networks from polyurethane and benzyl konjac glucomannan

Semi‐interpenetrating polymer network (semi‐IPN) films with different NCO/OH molar ratios of the urethane prepolymer, coded as UB, were prepared from polyurethane (PU) and benzyl konjac glucomannan (B‐KGM) by a casting method. The effect of the NCO/OH molar ratio of the urethane prepolymer on the miscibility and properties of the UB films was investigated using Fourier transform infrared spectroscopy, differential scanning calorimetry, dynamic mechanical thermal analysis, thermogravimetric analysis, and swelling and tensile tests. The results indicated that, with an increase of the NCO/OH ratio, the crosslink density of the UB films increased, resulting in improved miscibility between PU and B‐KGM and a relatively high light transmittance of the UB films. However, the thermal stability of the UB films decreased with increase of the NCO/OH ratio of the urethane prepolymer, due to the depolymerization of the urethane bonds of the PU networks. When the NCO/OH ratio increased from 2 to 4, the tensile strength of the UB films increased from 15 to 27 MPa, while the breaking elongation decreased from 72 to 16%, resulting from the chemical and physical crosslinks, namely, the enhancement of the covalent bonds and hydrogen‐bonding networks. © 2003 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci 88: 1304–1310, 2003     

Polyurethane‐solid wood composites prepared with various catalysts. I. Mechanical properties and dimensional stabilities

Polyurethane (PU)‐solid wood composites were prepared by impregnating PU prepolymer into low‐density fast‐growing poplar solid wood and controlling the prepolymer cured or foamed within wood voids in the presence of the catalysts triethanolamine (TEA), diethylenetriamine (DETA), triethylenediamine (TEDA), and N‐methyl morpholine (NMM), respectively. A scanning electron microscope (SEM) was used to observe the morphologies of the cured PU resin and the wood voids, and the effects of catalyst species on the mechanical properties and dimensional stabilities of PU‐wood composites were evaluated. The results indicated that the PU prepolymer cured in the presence of various catalysts resulted in different morphologies and distributions within wood voids, and therefore led to various mechanical properties and dimensional stabilities of the PU‐wood composites. Because of the fact that wood cell walls in the surface layer had apparently collapsed in the presence of catalyst DETA and therefore the wood was densified, the PU‐wood composite prepared with DETA had the best mechanical properties and dimensional stabilities. The PU prepolymer was well impregnated and evenly foamed within the wood in the presence of catalyst NMM, giving the PU‐wood composite prepared with NMM much better dimensional stability as the foamed PU blocked the water transfer between the cells. © 2008 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci, 2009     

E-100扩链的聚氨酯弹性体性能的研究

以不同相对分子质量的聚醚多元醇(PPG)、TDI和3,5-二乙基甲苯二胺(DETDA)为原料,采用溶剂法合成了聚氨酯(PU)弹性体,分别研究了溶剂种类、NCO含量、聚醚多元醇相对分子质量、扩链系数等对PU弹性体力学性能的影响。结果表明,二甲苯对PU弹性体性能影响最小;PU弹性体的硬度、定伸模量、拉伸强度和撕裂强度随聚醚多元醇的相对分子质量的升高而下降,冲击弹性、伸长率和永久变形随聚醚多元醇的相对分子质量的升高而上升;当预聚体NCO质量分数为6.30%、扩链系数为0.95时,PU弹性体的综合力学性能最佳。     

聚氨酯改性环氧树脂胶粘剂的制备及性能研究

由端-NCO基聚氨酯(PU)预聚物与环氧树脂反应,制备了PU接枝改性环氧树脂。着重探讨了PU预聚物的含量、活性稀释剂的含量和异氰酸酯结构等因素,对改性环氧树脂的粘度和粘接性能的影响。实验结果表明,该改性环氧树脂的粘度随着PU预聚物含量的增加而逐渐增大,随着活性稀释剂含量的增加而逐渐降低,而且在相同的条件下,用不同的二异氰酸酯改性环氧树脂的粘度大小次序为:IPDI型>MDI型>TDI型;该改性环氧树脂在PU预聚物含量为20%时,对铝片/铝片的剪切强度最大(7.82 MPa);在PU预聚物含量为10%时,对铁片/铁片的剪切强度最大(11.70 MPa),而且TDI型和IPDI型改性环氧树脂的粘接性能明显好于MDI型改性环氧树脂。