高固含量双组分混合聚酯型水性聚氨酯的合成

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为硬段、混合双组分聚酯二元醇和1,4-丁二醇(BDO)为软段、二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水扩链剂、三乙胺(TEA)为中和剂和乙二胺(EDA)为后扩链剂等,采用预聚体分散法合成了系列高固含量的水性聚氨酯(WPU)乳液。以固含量、黏度和吸水率等为衡量指标,比较了不同聚酯二元醇的混合效果。结果表明:当混合聚酯中n(PBA或PCDL)∶n(PEBA或PCDL)=1∶1、w(DMPA)≈3.4%(相对于预聚体而言)、n(-NCO)∶n(-OH)=1.03∶1和中和度为96%时,由PBA2000/PCDL2000混合聚酯二元醇制取的WPU乳液,其固含量较高(48.70%)、黏度最低(542 mPa.s)且综合性能相对较好。     

硬段对PCDL型水性聚氨酯的结构与性能的影响

以聚碳酸酯二元醇(PCDL)为软段,分别以异氟尔酮二异氰酸酯(IPDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、六亚基二异氰酸酯(HDI)为硬段,采用丙酮法制备了四种不同硬段组成的PCDL型水性聚氨酯(WPU).综合对比,研究了硬段类型对PCDL型WPU结构与性能的影响.结果表明,芳香族WPU的力学...     

催化剂对复合薄膜用水性聚氨酯胶粘剂性能的影响

采用丙酮法制备了复合薄膜用的水性聚氨酯(WPU)乳液胶粘剂,研究了催化剂用量对WPU反应速率及其性能的影响。研究结果表明,适量的催化剂能明显加快聚氨酯(PU)预聚体的反应速率;当催化剂质量分数为0.1%时,WPU乳液的粘度和复合薄膜的T型剥离强度最大,但WPU胶膜的玻璃化转变温度(Tg)降低,由未加催化剂时的-25.5℃降低到-29.1℃。     

离子基团位置对水性聚氨酯性能的影响

以聚碳酸酯二醇(PCDL)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)和二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)作为主要原料,二羟甲基丁酸(DMBA)作为亲水扩链剂,采用预聚体分散法合成了离子基团分别位于软段、硬段的WPU(水性聚氨酯)。研究结果表明:S-WPU(离子基团位于软段的WPU)具有干燥速率较快、黏度较高和粒径较小等特点,由其制成的WPU胶膜具有良好的粘接性能、力学性能和耐水性。     

硬段对聚碳酸酯二醇型水性聚氨酯性能的影响

以聚碳酸酯二醇(PCDL)为软段、二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水扩链剂、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和六亚甲基二异氰酸酯(HDI)为硬段,采用预聚体法合成了水性聚氨酯(WPU)。研究结果表明:随着n(HDI)∶n(IPDI)比例的增加,WPU的黏度、断裂伸长率增大,耐水性和耐乙醇性提高;当n(HDI)∶n(IPDI)=1.0∶1时,WPU的综合性能相对较好,其热稳定性和结晶性能得到明显改善。     

Preparation and properties of waterborne polyearbonate-polyurethane

以聚碳酸酯二元醇和异佛尔酮二异氰酸酯为主要原料,采用预聚法合成了聚碳酸酯型水性聚氨酯( WPU),用傅里叶变换红外光谱表征了WPU,考察了不同NCO/OH(摩尔比)对WPU乳液粒径及薄膜的耐水性、拉伸性能的影响,并研究了WPU的热稳定性.结果表明,随着NCO/OH值的增大,WPU乳液的粒径增大,稳定性降低,薄膜的耐水性和拉伸强度提高,扯断伸长率降低;WPU薄膜的热分解速率较快,硬段的热分解温度为193℃,最大失重温度为287℃;软段的热分解温度为321℃,最大失重温度为364℃左右.     

软段对聚氨酯弹性体耐介质及力学性能影响的研究

分别以聚四氢呋喃二醇(PTMEG)、聚己二酸丁二醇酯二醇(PBA)、聚己内酯二醇(PCL)或聚碳酸酯二醇(PCDL)为软段原料,4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯和1,4-丁二醇为硬段原料,采用预聚体法合成了不同软段、相同软段含量的热塑性聚氨酯弹性体(TPU)。研究了软段类型对TPU力学性能和耐介质性能的影响。结果表明,聚醚型TPU具有更高的断裂伸长率和弹性回复率,聚酯型TPU具有更高的硬度、拉伸强度和撕裂强度;在100℃下热老化70 h均具有很好的性能保持率;TPU耐70℃和100℃热水老化的优劣顺序为PCDL型PTMEG型、PCL型PBA型;耐100℃液压油优劣顺序为PCDL型PTMEG型PCL型PBA型,仅PCDL型TPU能在120℃液压油中长期使用。     

PCDL/PTMG配比对复合型水性聚氨酯性能的影响

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚碳酸酯二醇(PCDL)、聚四氢呋喃二醇(PTMG)、二羟甲基丙酸(DMPA)等为原料,低聚物二醇总量相同,乳化前预聚体中的NCO质量分数均为2.2%,DMPA质量分数为5%,通过改变PCDL/PTMG摩尔比合成出一系列聚酯/聚醚复合型水性聚氨酯(WPU)。研究表明,随着PCDL相对用量的增加,粘接强度和胶膜拉伸强度增加;当PCDL/PTMG摩尔比为1/3时,WPU膜的耐水性最佳,用WPU处理过的牛仔布的摩擦色牢度明显提高。     

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。     

磺酸盐型水性聚氨酯的合成与性能研究

以聚己二酸丁二醇酯(PBA)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和乙二胺基磺酸钠(A-95)为主要原料,合成了系列磺酸盐型水性聚氨酯(WPU);研究了磺酸盐含量和扩链时间对WPU性能的影响,分析了磺酸盐型WPU的生产工艺。研究结果表明,磺酸盐型和羧酸型WPU的红外吸收差别不大,磺酸盐含量越高,预聚体粘度就越大,乳液外观也越好,胶膜的机械强度也就越高;扩链时间越长,乳化前预聚体粘度就越大;当w(磺酸盐)=1.5%、扩链时间为25min时磺酸盐型WPU的综合性能最好,此时乳液粘度为37mPa·s、固含量为50%,胶膜的拉伸强度为14.06MPa;磺酸盐型WPU的生产工艺比DMPA型WPU更加简单、高效和环保,并可以实现连续化生产。     

木材加工用水性聚氨酯胶粘剂的研究

为了获得稳定性较好的水性聚氨酯(WPU)胶粘剂,以丙酮为溶剂、聚醚(N210)为软段、二苯基甲烷-4,4′-二异氰酸酯(MDI)为硬段、二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水性扩链剂、三乙胺(TEA)为成盐剂和聚乙烯醇(PVA)为增稠剂等,制备了环保型木材粘接用WPU胶粘剂。研究了MDI、N210、DMPA、TEA和PVA用量等对乳液稳定性、胶粘剂剪切强度及黏度的影响。结果表明:当n(MDI)∶n(N210)∶n(DMPA)∶n(TEA)=2.4∶1∶0.8∶0.64、w(PVA)=2.0%～3.0%时,可制得常温(20～30℃)存放90 d以上、剪切强度超过4.2 MPa的稳定WPU胶粘剂。     

硬段含量对水性聚氨酯性能的影响

以聚酯多元醇、二羟甲基丙酸(DMPA)、甲苯二异氰酸酯(TDI)和1,4-丁二醇(BDO)为主要原料,合成了阴离子型WPU(水性聚氨酯),并着重探讨了聚氨酯(PU)分子链中硬段含量对其性能的影响。结果表明:随着PU分子链中硬段含量的不断增加,硬段的Tg(玻璃化转变温度)上升,但软段的Tg呈先升后降态势,WPU的外观由半透明泛蓝光转变为乳白色不透明(稳定性变差),并且WPU的黏度、耐水性和T型剥离强度均呈先升后降态势;当WPU中w(硬段)=22.79%时,相应WPU的综合性能相对最好,用其胶接聚酰胺(PA)/聚丙烯(PP)复合薄膜的T型剥离强度达到0.488 kN/m。     

环氧大豆油和硅氧烷改性水性聚氨酯胶黏剂

以环氧大豆油(ESO)与3-氨基丙基三乙氧基硅烷(KH550)双重交联改性水性聚氨酯(WPU).通过FTIR、TG、DSC、DMA、AFM、粒径分析仪、拉力试验机等仪器对改性的水性聚氨酯进行了表征.研究了ESO和KH550的含量对水性聚氨酯乳液、胶膜以及胶黏剂性能的影响.分析了KH550对水性聚氨酯结晶性能和微相分离的影响.研究发现,随着ESO与KH550的加入,水性聚氨酯乳液的性能得到改善,胶膜的吸水率先减小后增大,拉伸强度逐渐增大,断裂伸张率逐渐减小.水性聚氨酯胶黏剂对PVC的T-剥离强度先增大后减小.随着KH550含量的增加,热稳定性逐步改善,结晶性降低,软段与硬段相混合程度提高.当ESO为4%、KH550为2%(均为质量分数)时,水性聚氨酯胶黏剂的综合性能最好.     

水性聚氨酯的结晶动力学参数及其在鞋用胶黏剂的应用

以聚己二酸1,4-丁二醇酯（PBA）、六亚甲基二异氰酸酯（HDI）和异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）为主要原料,制备了不同软段分子量和不同硬段含量的水性聚氨酯（WPU）乳液。采用DSC技术表征了WPU胶膜在非等温和等温条件下的结晶行为,并以莫志深方程和Avrami方程为模型,对WPU胶膜的结晶行为进行了研究。WPU胶膜的非等温结晶动力学分析结果表明,随着WPU相对结晶度的增加,非等温结晶动力学参数F（T）增大,说明适当提高活化温度可提高WPU胶黏剂的结晶速率和初黏强度;WPU胶膜的等温动力学分析结果表明,不同软段分子量和不同硬段含量的WPU胶膜的等温结晶动力学参数t_1/2与相应WPU胶黏剂的开放时间存在对应关系,即t_1/2较大者,相应WPU胶黏剂的开放时间较长。     

HDI/IPDI对水性聚氨酯及胶膜性能的影响

采用预聚体分散法制备了一系列固含量为50%的水性聚氨酯(WPU),并通过傅里叶红外光谱(FT-IR)、粒径分析仪、X射线衍射(XRD)、差示扫描量热分析(DSC)、拉力试验机等仪器进行表征,研究了HDI/IPDI摩尔比对WPU的乳液性能和胶膜结晶性能、力学性能、耐水性能,以及基材EVA/PVC粘接性能的影响,分析了不同摩尔比的HDI/IPDI和粘接时间与WPU胶黏剂对EVA/PVC粘接性能的关系。研究发现,随着HDI/IPDI摩尔比增加,水性聚氨酯的乳液性能、软硬段的结晶性都得到提高,而胶膜拉伸强度呈先增大后减小的趋势,断裂伸长率则先减小后增大。所有WPU胶膜都有很好耐水性,胶膜吸水率都在5.0%（质量）以下。粘接实验结果表明,WPU胶黏剂对EVA/PVC具有优异的粘接性能,24 h后可对基材产生界面破坏,随着HDI/IPDI摩尔比增加,胶黏剂的粘接强度增大。当HDI/IPDI=7∶1时,水性聚氨酯的综合性能最好。     

Preparation and properties of isocyanate prepolymer/corn starch adhesive

Utilizing corn starch as a main raw material to prepare starch adhesive, polyvinyl alcohol, borax, and carboxymethyl cellulose (CMC) were added in the preparation process. Because of the poor water resistance of native starch adhesive, an isocyanate prepolymer as a cross-linking agent was synthesized and added to improve its water resistance. Three-layer wood panels were fabricated and bonding strength was measured. The differential scanning calorimeter (DSC), thermogravimetric analysis (TGA), scanning electron microscopy (SEM), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), and energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX) were used to characterize the thermal properties, morphology, and element content of samples. Effects of R value (the molar ratio of isocyanate group to hydroxyl group) and CMC addition on the physicochemical properties of starch adhesive were investigated. Thermal analysis results showed prepolymer/starch adhesive (PSA) cured at a relatively low temperature and thermal stability was improved after prepolymer added. SEM, XPS, and EDX results revealed that prepolymer played an effective role in bonding process, and the penetration of adhesive occurred in the wood, resulting in the improvement of bonding strength.     

纳米SiO_2改性聚氨酯胶粘剂的制备及性能研究

采用预聚体一步法制备了单组分湿固化nano-SiO2(纳米SiO2)改性PU(聚氨酯)胶粘剂,并利用红外光谱(FT-IR)法、热失重分析(TGA)法、差示扫描量热(DSC)法和扫描电镜(SEM)等对nano-SiO2改性PU胶粘剂的性能进行了分析和探讨。结果表明:纳米粒子的存在使PU的氢键结构发生了变化;随着nano-SiO2含量的不断增加,改性PU胶粘剂的初始粘接强度和最终粘接强度均呈先升后降态势,并且在w(nano-SiO2)=1.2%(相对于PU预聚体质量而言)时相对最大,而且分别比纯PU胶粘剂增加了117%和108%;同时,与纯PU胶粘剂相比,用1.2%nano-SiO2制备的PU胶粘剂,其熔融温度和分解温度分别提高了2.67℃和2.92℃;当w(nano-SiO2)≤1.2%时,nano-SiO2在PU胶粘剂基体中的分散性相对较好。     

聚碳酸酯型水性聚氨酯乳液的制备与性能

以聚碳酸酯二元醇和异佛尔酮二异氰酸酯为主要原料,采用预聚法合成了聚碳酸酯型水性聚氨酯( WPU) ,用傅里叶变换红外光谱表征了WPU,考察了不同NCO/OH( 摩尔比) 对WPU 乳液粒径及薄膜的耐水性、拉伸性能的影响,并研究了WPU 的热稳定性。结果表明,随着NCO/OH 值的增大,WPU乳液的粒径增大,稳定性降低,薄膜的耐水性和拉伸强度提高,扯断伸长率降低; WPU 薄膜的热分解速率较快,硬段的热分解温度为193 ℃,最大失重温度为287 ℃; 软段的热分解温度为321 ℃,最大失重温度为364 ℃左右。