聚碳酸酯型水性聚氨酯的研究

以聚碳酸酯二醇（PCDL）和4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）为主要原料合成水性聚碳酸醑型聚氨酯树脂（PCU）。研究了软段分子量、软段用量对PCU力学性能和微观相分离结构的影响。结果表明,随着软段用量的增加,PCU的断裂强度迅速下降,断裂伸长率也有所下降。但相同软段用量,随着分子量的增加,断裂强度非但没有下降,反而有所上升;断裂伸长率略有下降。同时聚碳酸酯二醇可以明显提高聚氨酯的耐黄变性。     

自乳化剂对钙塑瓦楞纸板用水性黏合剂性能的影响

采用丙酮法,以二羟甲基丙酸（DMPA）为自乳化剂,以聚碳酸酯二醇为软段,合成了一系列水性聚氨酯黏合剂,通过纳米粒度分析仪、扫描电子显微镜、电子万能试验机、实验压缩仪等对聚氨酯乳液及胶膜性能进行表征。结果表明,聚氨酯乳液粒径随二羟甲基丙酸含量的增加而减小最终趋于稳定,黏度随之增大;粒度分布逐渐变窄;随着亲水基团的增多,胶膜断裂伸长率减小,拉伸强度增大,胶膜由柔软向脆硬变化;黏合剂对钙塑瓦楞纸板有良好的黏合效果,钙塑基材经过表面处理可显著提高黏合强度,黏合强度随着DMPA含量的增大呈抛物线趋势变化,在DMPA质量分数为4％时黏合剂性能最好,黏合强度最大。     

聚顺丁二烯改性聚醚型聚氨酯的制备与性能

为探讨端羟基聚顺丁二烯（HTPB）链节对聚醚型水性聚氨酯应用性能的影响,研究了不同用量的HTPB对水性聚氨酯乳液黏度、粒径及胶膜力学性能和耐水性的影响。结果表明：随着HTPB含量的增加,试样胶膜的拉伸强度和耐水性呈先增加后降低的趋势;当HTPB接入量在7%时,改性水性聚氨酯胶膜的综合性能最佳,拉伸强度为5.0 MPa,断裂伸长率为608%;试样胶膜在水中浸泡72 h后的吸水率为13%;HTPB的用量明显地影响软段相区和软、硬相区的共混性。软段相区的均匀共混能改善胶膜的拉伸强力和耐水性能,而软、硬相区的共混则有助于提高胶膜的耐水性能,但却会降低胶膜的断裂伸长率。     

混合多元醇水性聚氨酯的合成与性能

采用六亚甲基二异氰酸酯（HDI）,聚酯多元醇（PBA）,聚醚多元醇（PPG）,二羟甲基丙酸（DMPA）为主要原料,制得各种聚酯聚醚混合型水性聚氨酯乳液。讨论了PBA/PPG配比、相对分子质量对水性聚氨酯乳液性能和力学性能的影响。结果表明：随着软段中聚酯组分含量的增加,涂膜的拉伸强度有增加的趋势,软段为纯聚醚和纯聚酯的聚氨酯膜表现出较好的伸长率;随着软段相对分子质量的增加,聚醚型聚氨酯膜的拉伸强度减小,聚酯型聚氨酯膜的拉伸强度增加。     

二次扩链法合成侧链型非离子聚氨酯及其性能研究

以乙氧基封端聚合物二醇(N120)为非离子亲水性单体,异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚四氢呋喃二醇(PTMG)和新戊二醇(NPG)为主要原料,采用一锅法将聚氧乙烯醚亲水链引入到聚氨酯分子侧链中,通过二次扩链制备了侧链型非离子聚氨酯,研究了其微相分离结构和热稳定性、耐液体介质、静态力学等性能。结果表明:随着N120含量由10%增加到18%,乳液粒子由大小双峰分布转变为小粒径单峰分布,成膜在液体介质中溶胀率增加,膜断裂伸长率由696.2%增加到最大值956.8%,而涂膜的断裂强度由4.65MPa降低到2.59MPa,软段和硬度的△Tg降低了4.6℃,微相分离程度减小。     

超细纤维合成革含浸用水性聚氨酯的合成及其应用

为解决水性聚氨酯应用于超细纤维合成革(超纤革)含浸时存在的表面易出现裂纹及手感不佳的问题,通过在合成过程中引入聚碳酸酯二醇作为软链段,并添加三羟甲基丙烷,成功制备了成膜后具有高韧性和高强度的大分子质量小乳粒粒径水性聚氨酯乳液。结果表明：乳液的相对分子质量达到5.93×10⁴其平均粒径仅为89.54 nm,储存稳定性良好;形成的薄膜具有优异的性能,断裂强度为3.725 MPa,断裂伸长率达到763.99%,高温下的储能模量和损耗模量分别为2 837.57 MPa和278.87 MPa。在超纤革制备中,应用这种水性聚氨酯可改善黏结固化情况,显著减少表面裂纹,提升弹性和柔软度。     

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。     

软段结构对无溶剂聚氨酯树脂微相分离的影响

分别以聚己内酯二醇(PCL)、聚碳酸酯二醇(PCDL)、聚四氢呋喃二醇(PTMEG)、聚氧化丙烯二醇(PPG)为软段,改性二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)和1,4-丁二醇(BDO)为硬段,采用双组份预聚物原位共混聚合法制备了4种无溶剂聚氨酯(SFPU)树脂膜。通过傅里叶红外、X射线衍射、差示扫描量热、拉伸试验、动态力学性能分析等方法,考察了软段结构对SFPU膜微相分离及其结晶性、热性能和机械性能的影响。结果表明：弱极性软段且无侧基的PTMEG-SFPU具有高的微相分离程度、结晶性和热稳定性,并且其玻璃化温度低至-58.6℃,断裂伸长率高达371.1%;强极性软段的PCDL-SFPU具有低的微相分离程度,软硬段相容性好,玻璃化温度较高,拉伸强度达到32.7 MPa,模量达23.3 MPa。     

水性聚氨酯成膜剂合成工艺优化的探讨

运用正交试验法研究水性聚氨酯成膜剂的最佳制备工艺.以吸水率、力学性能为主要技术指标考察多元醇种类、NCO/OH值、DMPA用量、硬段比例和乙二胺用量对水性聚氨酯成膜剂的性能影响.实验结果表明:选择聚碳酸酯二醇(PCDL)为软段材料,DMPA用量为4%,NCO/OH值为1.4,硬段比例为45%、乙二胺用量为0.5%为最佳...     

水性聚氨酯对淀粉浆料的改性作用

研究水性聚氨酯对淀粉浆料的改性作用。以甲苯二异氰酸酯、聚丙二元醇、二羟甲基丙酸为主要单体,并以1,4-丁二醇为扩链剂,合成了水性聚氨酯,探讨了水性聚氨酯用量对淀粉浆液、浆膜及黏附性的影响。试验结果表明:在淀粉中添加水性聚氨酯组分,能够提高淀粉对涤纶纤维的黏附性,改善淀粉浆膜的力学性能,减少浆膜磨耗。随着水性聚氨酯用量的增加,浆液黏度降低,浆膜断裂伸长率增加,但强度有所下降;在一定范围内增大水性聚氨酯的用量,能够改善淀粉浆膜的耐磨性和断裂功,并提高淀粉对涤纶纤维的黏附性。依据试验结果,推荐水性聚氨酯的用量为10%～15%(干基,重量比)。     

脂肪族聚碳酸酯型水性聚氨酯的研究进展

脂肪族聚碳酸酯型水性聚氨酯作为一种新型的聚氨酯材料,与聚醚型、聚酯型聚氨酯相比,具有优异的机械性能、耐水解性能和生物相容性等性能。制备聚碳酸酯型水性聚氨酯过程为非催化的二级反应过程,其性能受到软段、硬段的化学结构、用量以及分子交联度、聚合方法等方面的影响。     

双组分聚氨酯涂层剂防水透湿性能的研究

以(PEA、PTMG、PPG)／PEG混合多元醇作为聚醚二醇组分与MDI进行预聚，然后用1，4-丁二醇扩链合成具有防水、透湿性的聚氨酯涂层剂，研究了PEG分子质量、软段w(PEG)、w(硬段)以及软段单体结构对涂层剂防水透湿性能的影响，实验表明，涂层织物的防水透湿性能与涂层剂的w(亲水链段)和交联度有关．当PEG分子质量和软段的w(PEG)增大时，涂层织物的透湿量也随之增大，耐静水压值则减小；当w(硬段)增大时，涂层织物的透湿量则减小，耐静水压值随之增大；当软段单体从PEA到PTMG到PPG亲水性逐级增大日寸，涂层织物的透湿量也随之增大，耐静水压值则减小，     

阳离子AKD-PU中性施胶剂的制备及施胶性能研究

在催化剂和少量助溶剂的作用下,以双烯酮/聚醚(PTMG)为软段,甲苯二异氰酸酯(IPDI)为硬段、N-甲基二乙醇胺为扩链剂合成了一系列自乳化PDMS/PU微乳液.研究了PTMG/PU中软硬段比例、溶剂、软段相对分子质量、扩链剂用量、AKD含量对乳液稳定性和施胶性的影响.结果表明,AKD-PU用量(对绝干料)0.2%,APAM用量为0.025%,且AKD/PU=2,硫酸二甲酯/PU=0.3,扩链剂/PU=0.3时,上述中性施胶剂对麦草浆有很好的施胶效果.     

三种硬度金刚石节块的锯切实验研究

通过在线测量水平力、垂直力和主轴功率，研究了三种不同硬度金刚石节块锯切花岗石过程中的锯切力、功率以及节块耐磨性能。在专门设计的实验装置上研究了岩屑流体对金刚石节块磨蚀性能的影响。研究表明，流体磨蚀实验中节块的重量损失百分比与节块硬度有较好的线性对应关系；在锯切实验中，锯切力、锯切功率以及节块耐磨度与节块本身的硬度并没有直接的对应关系。     

双开关温敏聚氨酯膜的制备及其透汽性

合成了3种温敏聚氨酯,并对不同的温敏聚氨酯共混体系的开关温度阀值(即软段相的转变温度)进行研究,探讨了双开关温敏聚氨酯膜的制备方法。结果表明：软段相组成和结构相似的TSPU(a)与TSPU(b) 的共混物仅具有1个开关温度;而软段相组成和结构不同的TSPU(a)与TSPU(c)共混物具有2个独立的开关温度。对共混膜的透汽性研究发现,在开关温度前后,共混膜的透汽性均发生了显著变化。其中：TSPU(a)与TSPU(b) 的共混膜只表现出单温度开关的特征;而TSPU(a)与TSPU(c)共混膜表现出双温度开关的特征。采用软段组成和结构不同的温敏聚氨酯共混,是获得双开关温敏聚氨酯膜的有效途径。     

芳香族水性聚氨酯的合成与微相分离研究

采用甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚氧化丙烯二元醇(PPG)和二羟甲基丙酸(DMPA)为主要原料,经预聚、扩链、乳化3个主要步骤,制取了芳香族的水性聚氨酯(WPU)皮革涂饰剂。通过对合成工艺的研究,确定了最佳的工艺条件。研究了水性聚氨酯乳液的外观和流变性的影响因素。通过DSC法研究了不同软段含量的聚氨酯材料,在微相分离程度的差异,表明提高软段比例,可以制备低温使用性能更加优异的耐寒的聚氨酯材料。     

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。     

Diversifying biological fuel cell designs by use of nanoporous filters

The use of proton exchange membranes (PEMs) in biological fuel cells limits the diversity of novel designs for increasing output power or enabling autonomous function in unique environments. Here we show that selected nanoporous polymer filters (nylon, cellulose, or polycarbonate) can be used effectively in place of PEMs in a miniature microbial fuel cell (mini-MFC, device cross-section 2 cm2), generating a power density of 16 W/m3 with an uncoated graphite felt oxygen reduction reaction (ORR) cathode. The incorporation of polycarbonate or nylon membranes into biological fuel cell designs produced comparable power and durability to Nafion-117 membranes. Also, high power densities for novel larger (5 cm3 anode volume, 0.6 W/m3) and smaller (0.025 cm3 projected geometric volume, average power density 10 W/m3) chamberless and pumpless microbial fuel cells were observed. As an additional benefit, the nanoporous membranes isolated the anode from invading natural bacteria, increasing the potential applications for MFCs beyond aquatic sediment environments. This work is a practical solution for decreasing the cost of biological fuel cells while incorporating new features for powering long-term autonomous devices.