主链含亲水基团的聚氨酯力学性能和形状记忆性能的研究

采用自乳化法,用聚酯二元醇、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),1,4-丁二醇(BDO)等单体合成脂肪族水性聚氨酯。探讨了NCO/OH摩尔比、TMP含量、扩链剂种类对聚氨酯胶膜力学性能和形状记忆性能的影响。结果表明:加入TMP后,聚氨酯形成化学交联,拉伸强度得到改善,并随着TMP含量的增加而增大;由于物理交联与化学交联的协同作用,交联型聚氨酯形状记忆性能良好;当NCO/OH摩尔比为1.4,DMPA含量为6%,TMP含量为1%时,聚氨酯胶膜的形状固定率为87.62%,形状回复率为98.10%。     

水性聚氨酯的合成与改性

以甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚醚二元醇(N220)和二羟甲基丙酸(DMPA)为主要原料,采用三羟甲基丙烷(TMP)进行交联改性合成了水性聚氨酯(WPU),研究了n(-NCO)/n(-OH)、DMPA及TMP对WPU的耐水性、稳定性和力学性能的影响。研究发现,改性后的乳液常温贮存稳定性好,适度交联可提高胶膜的拉伸强度及耐水性。     

超支化水性聚氨酯共混改性纳米SiO_2水性聚氨酯的制备及性能研究

采用异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚丙二醇(PPG-2000)和PPG-纳米SiO_2溶胶为原料合成聚氨酯预聚体,用2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)作亲水扩链剂并用1,4-丁二醇(BDO)、三羟甲基丙烷(TMP)作小分子扩链剂进一步提高相对分子质量,再用乙酸酐封端的超支化水性聚氨酯(AWHBPU)进行共混改性,采用内乳化法制备了超支化水性聚氨酯共混改性纳米SiO_2水性聚氨酯。研究了超支化水性聚氨酯共混改性纳米SiO_2水性聚氨酯乳液的粒径及稳定性、黏度以及胶膜的热性能和力学性能。结果表明,AWHBPU含量4%的乳液体系较稳定;随着AWHBPU的引入,乳液黏度先减小后增大,当AWHBPU添加量为4%时,乳液黏度最小为66.55 mPa·s;当AWHBPU添加量为6%时,试样的最大拉伸强度可达到18.92MPa。     

DMPA含量对不同软段结构水性聚氨酯性能的影响

以聚酯多元醇、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和二羟甲基丙酸(DMPA)为主要原料,采用预聚体分散法合成了一系列具有不同软段结构的水性聚氨酯(WPU)。研究结果表明:随着DMPA掺量的不断增加,WPU的稳定性提高、黏度增大、粒径减小且粒径分布变窄,WPU胶膜的拉伸强度在一定范围内增大、断裂伸长率降低、水接触角减小和耐水性下降,并且软段微区的结晶性能降低。     

聚酯型水性聚氨酯的合成和性能研究

以甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚酯二元醇、二羟甲基丙酸等为主要原料合成了聚酯型水性聚氨酯乳液。研究了三羟甲基丙烷(TMP),二羟甲基丙酸(DMPA),异氰酸酯基与羟基物质的量比(n/n)等对水性聚氨酯耐水性能、稳定性以及力学性能等的影响。结果表明,当n/n为NCO OH NCO OH2,DMPA含量为6%,TMP加入量0.6%,水性聚氨酯性能最佳。     

锂基水性聚氨酯的制备及其性能研究

以氢氧化锂(Li OH)为中和剂合成了一系列锂基芳香族聚醚型水性聚氨酯。红外光谱分析了水性聚氨酯结构;并探讨了不同二羟甲基丙酸(DMPA)含量对乳液电导率、粒径及胶膜DSC、力学性能的影响。结果表明,随着DMPA含量增加,乳液粒径减小,电导率增加;胶膜的软段Tg下降,拉伸强度增加,断裂伸长率减小;当DMPA含量为8.79%时,胶膜拉伸强度和乳液电导率均达到最大值,分别为35.38 MPa和1.580×10~(-3)S/cm。     

多重改性水性聚氨酯的力学性能和粘接性能研究

以聚已内酯二醇、甲苯二异氰酸酯、二羟甲基丙酸为基料,以三羟甲基丙烷(TMP)为交联剂.采用环氧树脂和松香对水性聚氨酯进行改性,制备出环氧树脂和松香改性的聚氨酯复合乳液.重点考察了环氧树脂、松香和三羟甲基丙烷用量对水性聚氨酯粘接性能和力学性能的影响.红外光谱分析表明.环氧树脂和松香参与了体系的反应,最终形成环氧树脂和松香改性水性聚氨醣.胶膜拉伸试验表明,环氧树脂的引入增加了水性聚氨酯胶膜的韧性:向聚氨酯体系中引入松香降低了聚氨酯胶膜的杨氏模量和拉伸强度,同时胶膜的断裂伸长率有所增加;在适宜的用量范围内,三羟甲基丙烷可大大提高水性聚氨酯胶膜的杨氏模量及拉伸强度.粘接试验表明,环氧树脂对聚氨酯胶粘剂的T型剥离强度有显著影响;随松香用量的增加,聚氨酯胶粘剂的初粘力和T型剥离强度均出现峰值;TMP对聚氨醅胶粘剂的T型剥离强度有很大影响,在实验范围内,TMP用量越大,聚氨酯胶粘剂的T型剥离强度越大.当环氧树脂用量为5.65%、松香用量为8.92%、三羟甲基丙烷用量为2.7%时,水性聚氨酯胶膜的力学性能最佳,用该乳液配制的胶粘剂可满足复合软包装对胶粘剂的要求.     

环氧改性水性聚氨酯及其常温储存性能研究

采用两种不同环氧值的环氧树脂与异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚醚二元醇(N220)和二羟甲基丙酸(DMPA)反应,合成环氧改性水性聚氨酯分散体。研究发现,随着—NCO/—OH(R值)的增加,胶膜的拉伸强度增大,断裂伸长率降低,微相分离程度增加;环氧树脂改性后胶膜的吸水率和断裂伸长率均降低,拉伸强度增大,随着环氧值的增大越加明显;常温贮存45 d,胶膜的拉伸强度和断裂伸长率均有增加。     

环氧改性水性聚氨酯及其常温储存性能研究

采用两种不同环氧值的环氧树脂与异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚醚二元醇(N220)和二羟甲基丙酸(DMPA)反应,合成环氧改性水性聚氨酯分散体。研究发现,随着—NCO/—OH(R值)的增加,胶膜的拉伸强度增大,断裂伸长率降低,微相分离程度增加;环氧树脂改性后胶膜的吸水率和断裂伸长率均降低,拉伸强度增大,随着环氧值的增大越加明显;常温贮存45 d,胶膜的拉伸强度和断裂伸长率均有增加。     

有机硅改性双组分水性聚氨酯的制备与性能

采用端羟丙基聚硅氧烷(DHPDMS)为改性剂,以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚丙二醇(PPG)、二羟甲基丙酸(DMPA)以及三羟甲基丙烷(TMP)为主要原料,通过预聚体法制备了聚氨酯多元醇水分散体系(SiHPUA),并与亲水改性多异氰酸酯固化剂配制成有机硅改性双组分水性聚氨酯(Si-2KWPU)。利用FTIR、1HNMR、XRD与TGA分别对聚合物结构与性能进行表征,研究了有机硅含量对多元醇水分散体和2KWPU涂膜性能的影响。结果表明,随着有机硅含量的增加,聚氨酯多元醇水分散体的粒径增大,黏度降低,涂膜的吸水率和拉伸强度下降,接触角和断裂伸长率升高。当体系中有机硅质量分数为5%时,涂膜的综合性能最佳,吸水率和接触角分别为6.2%、94.96°;热分解温度为272℃时,质量损失为5%。     

含氟聚氨酯树脂的制备及性能研究

制备了具有优异拒水、拒油和易去污功能的含氟聚氨酯树脂。方法:通过自制的含氟烷基侧链的含氟二元醇扩链剂(PFDOL)、聚四氢呋喃(PTMEG)、二羟甲基丙酸(DMPA)和二苯基甲烷二异氰酸酯(MD I)等原料,采用两步法制备了含氟聚氨酯树脂。结果:采用傅里叶变换衰减全反射红外光谱(ATR-FTIR)和核磁共振氢谱(1H-NMR)表征了产物的结构。经产物处理后的棉布和皮革对水的静态接触角可以分别达到145°和128°。处理后皮革的拒水性可达10级,拒油性可达8级。同时研究了PFDOL和DMPA含量对产品拒水、拒油和易去污性能的影响,发现DMPA含量为9.73%时,样品仍具有优异的拒水、拒油性能,为制备阴离子型水性含氟聚氨酯提供了基础;DMPA含量为7.2%,F含量为19.2%时,样品具有较好的易去污性能。制备的含氟聚氨酯树脂可应用于纺织品的拒水、柜油整理和易去污整理,具备工业化生产的可能。     

封闭型环氧改性水性聚氨酯的合成研究

以4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）、聚醚二元醇N210、交联剂三羟甲基丙烷（TMP）、环氧树脂E44、二羟甲基丙酸（DMPA）、封闭剂己内酰胺（ε-CL）为主要原料,采用自乳化法合成出封闭型环氧改性的水性聚氨酯乳液。对其进行了FT—IR红外表征,研究了DMPA用量、中和度对乳液的外观和稳定性的影响。结果表明,通过环氧改性并交联的水性聚氨酯乳液稳定性及成膜的耐水性和力学性能大大提高。     

Synthesis and properties of crosslinked waterborne polyurethane

Waterborne polyurethane prepolymer was prepared by the reaction of isophorone isocyanate(IPDI), polyether polyol(PTMG), dimethylol propionic acid(DMPA) and trimethylol propane(TMP), which was modified by silicane coupling agent(APTES) to form highly crosslinked polyurethane emulsion. The films of the waterborne polyurethane were prepared. The structure of the polyurethane was characterized by Fourier transform infared spectrometer (FTIR), X-ray diffraction (XRD) and differential scanning calorimeter (DSC). The mechanical properties and water absorption of the films were measured. FT-IR indicates that APTES reacted with -NCO of polyurethane. XRD and DSC shows that crystallinity of polyurethane decreased with the increase of w(APTES). Tensile strength increases as the NCO/OH ratio increases. Tensile strength of films increases with increase of w(DMPA) and elongation at break decreases. The water absorption decreases with the increase of w(TMP) when w(TMP) is lower than 1.8%. As the mass fraction of APTES increases from 0% to 10%, the tensile strength of PU films increased from 18 MPa to 28 MPa, water absorption and ethanol absorption decreased.     

环氧改性聚酯聚醚型水性聚氨酯的合成及性能研究

选用环氧树脂E-44为改性剂,以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚醚多元醇(PPG-220)、聚酯多元醇(POL-220)、二羟甲基丙酸(DMPA)等为主要原料合成了一系列环氧树脂改性的水性聚氨酯乳液。探讨了聚酯多元醇、DMPA和环氧树脂加入量对乳液和膜性能的影响。通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、接触角及拉伸测试研究了改性树脂的结构、耐水性和力学性能;通过差示扫描量热法(DSC)和热重(TG)分析研究了聚合物膜的热性能。实验结果表明:当w(聚酯)=20.0%,w(DMPA)=3.9%,w(E-44)=8%时,获得综合性能优良的改性水性聚氨酯。     

环氧改性聚氨酯光固化涂料研究

采用甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚乙二醇(PEG)、二羟甲基丙酸(DMPA)和环氧树脂合成了环氧改性水性聚氨酯乳液。该乳液由于含有不饱和双键而具有感光性能,故可用作水性紫外光固化涂料或胶粘剂的预聚物。探讨了环氧丙烯酸酯(EB)和亲水扩链剂(DMPA)的添加量对涂料和涂膜性能的影响以及光引发剂用量、中和度对光固化涂料转化率的影响。结果表明,随着EB用量的增大,涂膜的硬度、耐水性、耐溶剂性及力学性能增强,但乳液外观和稳定性变差,故适宜的环氧树脂添加量为10%;随着DMPA用量的增加,涂膜硬度、强度提高,而断裂伸长率降低,耐水性变差,故DMPA用量在6%～8%范围为宜;光固化转化率随着中和度的提高而加快,适宜的引发剂用量为3%。本品的缺点是耐汽油性不够理想。     

提高水性聚氨酯耐水性的研究

为了制备耐水性能较好的水性聚氨酯(WPU),以聚酯二元醇(PBA)、甲苯二异氰酸酯(TDI)和二羟甲基丙酸(DMPA)等为主要原料合成了WPU乳液,着重探讨了DMPA含量、R值[即n(-NCO)/n(-OH)]和交联剂对WPU胶膜耐水性能的影响。实验结果表明,当w(DMPA)=4%、R=1.5时,制得的WPU胶膜耐水性较好;采用不同的室温交联剂对WPU进行交联改性,当w(氮丙啶型交联剂A)=3%时(相对于WPU乳液干固量而言),WPU胶膜的吸水率降低至3%左右,并具有较好的持久耐水性。     

金属交联型水性聚氨酯乳液的合成

用甲苯二异氰酸酯、聚丙二醇、二羟甲基丙酸等为原料,以锆化合物作交联荆合成金属交联型水性聚氨酯乳液。考察了交联剂用量,NCO／OH值及固含量对乳液粘度及吸水率等性能的影响。实验结果表明：锆盐交联剂用量为0．64％时,乳胶膜的吸水率最低。     

Preparation and properties of UV-curable polyurethane acrylate ionomers

Ultraviolet (UV)-curable polyurethane acrylate ionomer (PUAI) prepolymers were synthesized from isophorone diisocyanate (IPDI), poly(methylene ether) glycol (PTMG), 2,2-bis(hydroxymethyl) propionic acid (DMPA), triethylamine (TEA), 2-hydroxy ethyl acrylate (HEA), and dibutyl tin dilaurate (DBT) as a catalyst. UV-curable polyurethane acrylate ionomer aqueous dispersion was formulated from the prepolymers, water (30 wt %), and 1-hydroxycyclohexylhenyl ketone (Irgacure 184) as a photoinitiator. The films of UV-cured polyurethane acrylate ionomer were formed by curing the dispersion using a medium-pressure mercury lamp (80 W/cm; λ max = 365 nm). Gel content decreased with increasing water content in the aqueous dispersion. Effects of DMPA content and molecular weight of PTMG and the degree of neutralization on the physical properties were investigated. It was found that the storage modulus increased with increasing DMPA content. Tensile modulus and strength decreased with increasing the molecular weight of PTMG from 650 to 2000. The glass transition temperature shifted to a higher temperature as the content of DMPA increased. As the degree of neutralization increased, the tensile strength and modulus decreased. However, the elongation at break increased. © 1998 John Wiley & Sons, Inc. J Appl Polym Sci 67:2153–2162, 1998     

多官能度水性光敏聚氨酯丙烯酸酯的合成及性能研究

用异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、丙三醇、聚四氢呋喃醚二醇(PTMG)、甲基丙烯酸羟乙酯(DMPA)、季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)等原料合成了具有高交联度的多官能度紫外光固化聚氨酯丙烯酸酯(PUA)水乳液。采用国标GB12009.4—89,FT-IR,13C NMR,DMA,AFM等方法对PUA预聚体合成过程和聚合物乳液(涂膜)进行了测试和表征,考察了n(IPDI)∶n(HO—OH)∶n(丙三醇)、DMPA质量分数、pH值等对乳液及涂膜性能的影响。结果表明,随着丙三醇质量分数增大,PUA光固化速率、耐溶剂性、膜硬度提高、吸水率降低;随着DMPA质量分数的增加,PUA涂膜硬度、吸水率增强,乳胶粒径越来越小;随着中和度增大,乳液逐渐由云雾状趋向透明,粘度下降。当n(IPDI)∶n(HO—OH)∶n(丙三醇)=9∶6∶1,w(丙三醇)=2%左右,DMPA质量分数为4.6%,中和度为90%时,乳液储存稳定(30 d),涂膜光固化速率达到7 s,附着力为1,硬度为3 H,耐水性、耐化学品性更佳。     

负离子型聚氨酯离聚体水分散过程的相反转

用异佛尔酮二异氰酸酯、聚己二酸新戊二醇酯和二羟甲基丙酸（DMPA）合成了负离子型聚氨酯离聚体．研究了该类离聚体在水分散过程中的相反转变化,讨论了DMPA质量分数和水分散温度对相反转过程的影响。结果表明,DMPA质量分数增加或水分散温度提高,可使相反转所需的时间缩短,分散液粒子粒径变小,粒径分布更均匀,黏度增大。水分散温度的作用较DMPA更为明显。差示扫描量热分析表明,水分散过程破坏了亲水性硬链段的有序性。傅里叶变换红外光谱分析表明,聚氨酯水分散液用乙二胺扩链后．脲羰基的氢键化程度随DMPA质量分数的增加、水分散温度的提高而提高。