羟丙基硅油改性超支化水性聚氨酯的合成与性能

以异佛尔酮二异氰酸酯、聚酯多元醇、羟丙基硅油和二羟甲基丙酸等为主要原料,自制的超支化聚氨酯为交联剂,合成了羟丙基硅油改性的超支化水性聚氨酯。采用红外光谱对聚合物进行了表征,同时研究了加入羟丙基硅油对聚合物乳液粒径、稳定性以及胶膜的水接触角、力学性能、热性能和吸水率的影响。结果表明:随着羟丙基硅油含量的增加,乳液粒径和水接触角增大,胶膜的拉伸强度降低,而断裂伸长率升高,吸水率下降。加入羟丙基硅油后,胶膜耐热性提高,当羟丙基硅油含量为10%时,胶膜的综合性能最佳,此时其乳液粒径为107nm,胶膜的水接触角为92°,拉伸强度为14.68MPa,断裂伸长率为517%,48h吸水率为6.25%。     

有机氟改性超支化水性聚氨酯的合成与性能

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二羟甲基丙酸(DMPA)和二乙醇胺(DEOA)为原料,合成出了超支化聚氨酯核HBPU-0;以IPDI、聚醚多元醇(N220)、DMPA及甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)等原料合成带有双键的线型聚氨酯,然后将线型聚氨酯接枝到HBPU-0上,再与甲基丙烯酸六氟丁酯(HFMA)反应,制备了有机氟改性的超支化水性聚氨酯。通过红外光谱和核磁共振对聚合物进行表征,并研究了加入HEMA对乳液粒径、乳液的机械稳定性以及胶膜的力学性能、水接触角、吸水率和热性能的影响。测试结果表明,随着有机氟含量的增加,乳液水接触角和粒径增大,胶膜的拉伸强度升高,断裂伸长率下降,吸水率下降。加入有机氟后,胶膜耐热性有所提高,当有机氟含量为10%时,综合性能最佳,此时乳液粒径为145nm,胶膜的水接触角为93.4°,拉伸强度为11.7MPa,断裂伸长率为360%,48h吸水率为6.12%。     

硬段阻燃改性水性聚氨酯的性能

对二溴新戊二醇(DBNPG)阻燃改性水性聚氨酯的性能进行了研究。对改性后的乳液进行了高温稳定性、低温稳定性、力学稳定性测试,同时用透射电镜表征了聚氨酯在水中的分散状态,用Brookfied黏度计测试其流变性能。对水性聚氨酯胶膜进行了力学性能,吸水率,接触角测试。实验发现,相比未改性的水性聚氨酯,在相同二羟甲基丙酸(DMPA)含量的前提下,DBNPG改性的水性聚氨酯乳液稳定性良好,聚氨酯粒径增加,分布均匀且形状规整,胶膜接触角增大,吸水率显著减小。此外随改性程度的增加,拉伸强度逐渐增大,断裂伸长率逐渐减小。流变性能测试表明两者均为牛顿流体。     

羟基硅油改性聚氨酯多元醇水分散体的合成与性能

以甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚醚多元醇(N220)、羟基硅油和二羟甲基丙酸(DMPA)等为主要原料,二乙醇胺(DEA)为封端剂引入羟基,合成了羟基硅油改性聚氨酯多元醇水分散体。采用红外光谱、核磁共振氢谱对聚合物结构进行了表征,同时研究了羟基硅油含量对聚合物乳液的粒径、黏度、稳定性以及胶膜的耐水性、耐油污性、力学性能、热性能的影响。结果表明,随着羟基硅油含量的增加,乳液的粒径和水接触角增大,黏度降低,胶膜的拉伸强度和吸水率下降,断裂伸长率升高。当羟基硅油含量为3%时,胶膜的综合性能最佳,此时其乳液粒径为92.4nm,胶膜的水接触角为93°,拉伸强度为5.5 MPa,断裂伸长率为621%,24h吸水率为7.6%。     

DMPA含量对具有软段结晶性水性聚氨酯性能的影响

采用预聚体分散法,以DMPA作为亲水性单体,合成了一系列具有软段结晶性水性聚氨酯乳液(WPU)。通过FT-IR、粒径测量仪、接触角测量仪、XRD等对乳液性能和涂膜性能进行了表征。实验结果表明:乳液的粒径随DMPA含量的增加而减小,zeta电位和黏度随之增大;涂膜的接触角和断裂伸长率随DMPA含量的增加而减小,拉伸强度随DMPA含量的增加而增加;软段微区的结晶性能随着DMPA含量的增加而减小,当DMPA质量分数增加至5.6%时,软段微区表现出非晶态。     

环氧改性阳离子水性聚氨酯的制备及对纸张的表面处理

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和己二异氰酸酯(HDI)为硬段,聚己内酯二醇(PCL1000)为软段,引入环氧树脂(E-44),采用原位聚合制得环氧改性阳离子水性聚氨酯乳液(EPUA)。通过傅里叶红外光谱(FT-IR)、耐介质性测试、接触角及力学性能测试研究了聚合物的构性关系。研究了E-44用量对聚合物及施胶性能的影响,并用扫描电镜(SEM)对纸张表面处理前后进行了表征。实验结果表明,当n(NCO)/n(OH)=1.3,m(MDEA)=10%,m(E-44)=12%时,乳液性能较佳,改性效果最好。在最佳聚合工艺条件下,施胶度为78s,湿强度达39%,耐折也达57次。随着m(E-44)增大,聚合物胶膜的耐介质性增强,吸水率从13.69%降至6.46%,吸甲苯率由121.5%降至74.8%,接触角由64.85°增大到116.49°,力学测试也表明拉伸强度随m(E-44)的增大得到改善,断裂伸长率减小。     

乙二胺化氧化石墨烯改性超支化聚氨酯-含丙烯酸酯复合乳液的制备与表征

采用乙二胺与丙烯酸丁酯依次对氧化石墨烯(GO)进行改性引入乙烯基(MGO),然后与丙烯酸酯类(含羟基)单体聚合获得含-OH的MGO/PA;同时在超支化聚氨酯核外围接枝线性聚氨酯获得含-NCO的超支化聚氨酯预聚体,两者混合后缩聚并交联,经乳化获得乙二胺化GO改性超支化聚氨酯-含丙烯酸酯复合乳液。通过红外光谱、X射线衍射、X射线光电子能谱、透射电镜、原子力显微镜、扫描电镜、热重分析等对材料进行表征,并探讨了不同含量MGO对乳液力学稳定性、胶膜耐水性、热性能以及力学性能的影响。结果表明,乙二胺对GO改性成功,剥离更完全且分散性很好。当引入聚丙烯酸酯(PA)固定含量为16%,随着MGO含量的增加,胶膜的水接触角、拉伸强度、吸水率均呈现先增加后降低的趋势,当MGO质量分数为0.46%时,与HBPU基体有较好的相容性,复合材料的综合性能最佳,其热分解温度提高了29℃,胶膜表面水接触角为99.7°,24 h吸水率为5.21%,拉伸强度为15.37 MPa,断裂伸长率为445.3%。     

疏水化淀粉基复合膜的制备及性能

以烷基烯酮二聚体(AKD)为疏水化组分,环氧改性聚酰胺(EPA)为增强交联组分制备了疏水增强型淀粉复合膜。研究了AKD对环氧改性聚酰胺/淀粉复合膜动态接触角、吸水率、结晶性能及力学性能的影响。结果表明,AKD能大幅度提高复合膜的疏水性能,当AKD含量为5.26%时,复合膜与水的接触角高达101°,且不随时间而降低;复合膜吸水率可从34.41%下降到18.84%。X射线衍射(XRD)表明AKD可增加复合膜组分间的相容性。AKD具有内增塑作用使复合膜拉伸强度降低、断裂伸长率增加。     

高固含量磺酸型水性聚氨酯的制备与性能

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚(1,6-己二醇/新戊二醇-己二酸)(PHNA)、1,4-丁二醇(BDO)、乙二胺基乙磺酸钠(AAS)的水溶液(50%)为主要原料,三乙胺(TEA)为中和剂,利用2种乳化方法和不同的AAS用量制备了一系列的磺酸型水性聚氨酯乳液,并对乳液和胶膜的性能进行了测试。结果表明,与直接法相比,乳液分散法可以得到更高固含量的乳液;当AAS含量为2.2%时,乳液固含量能达到60%以上;乳液的透射电镜图像表明,乳液分散法可以对乳液粒径进行良好的设计与控制;乳液分散法引入了具有更小粒径和更多硬段的粒子,物理交联点增加,胶膜变得更致密;AAS含量为2.2%时,乳液分散法得到的胶膜吸水率为33.71%,拉伸强度为9.90 MPa,断裂伸长率为1262%,与直接法相比,胶膜吸水率降低66.24%,拉伸强度提高0.61 MPa,断裂伸长率降低110%。     

水分散有机硅-聚氨酯嵌段共聚物的合成与性能

通过两步法合成了水分散有机硅-聚氨酯嵌段共聚物,并考察了体系中有机硅含量的变化对薄膜力学性能、热性能、硬度以及薄膜表面接触角的影响。发现随着体系中有机硅含量的增高,热稳定性有所提高,薄膜拉伸强度和模量增大,而断裂伸长率呈先减小后增大的趋势;与此同时,薄膜表面接触角增大,体系有较好的拒水性。