无溶剂水性聚氨酯人造革涂饰剂的制备与应用

采用甲苯二异氰酸酯(TDI)和聚酯多元醇作为预聚物反应单体,季戊四醇作为小分子扩链剂,合成一种支化型的大分子水性聚氨酯乳液。对比了软段分子量以及扩链剂对乳液性能的影响;并将水性聚氨酯用于人造革涂层,对涂层性能进行了测试。根据性能测定选择了最佳合成条件。     

高稳定性聚酯型阴离子水性聚氨酯乳液的合成工艺研究

采用甲苯二异氰酸酯与聚酯二醇、亲水扩链剂和其它多元醇反应合成了聚酯型阴离子性聚氨酯乳液。讨论了扩链剂的种类、加料方式、添加量及中和剂种类和中和度等因素对水性聚氨酯乳液及其涂膜性能的影响。研究发现：采用二羟甲基丙酸为亲水扩链剂,用溶液加料的方式,用氢氧化钾作中和剂且中和度为90％～100％时合成的聚酯型阴离子水性聚氨酯乳液具有良好的贮存稳定性,且涂膜的耐水性和机械性能良好。     

聚酯类生物基聚合物的扩链改性

以丙二醇、丁二醇、癸二酸、丁二酸及衣康酸为原料合成了端羟基与端羧基并存的聚酯类生物基预聚物,以亚磷酸三苯酯(TPP)为扩链剂,研究了扩链温度、TPP添加量及数均分子量不同的预聚物等对扩链反应的影响。结果表明,在扩链温度为180℃、预聚体数均分子量为1.0×104左右的条件下,加入质量分数为15%的TPP,经扩链反应后,产物的数均分子量可达到4.8×104。红外光谱分析证实了扩链反应的发生;差示扫描量热分析结果显示扩链后产物的玻璃化转变温度有所上升,熔点有所下降;热重分析表明扩链后产物的热稳定性有所提高。     

第二十六讲 以聚酯多元醇为基的聚氨酯弹性体的动态力学性能分析

以聚酯多元醇为基,合成了聚氨酯弹性体。研究了聚酯多元醇结构及分子量、扩链剂类型及用量等因素对聚氨酯弹性体的动态力学性能的影响。结果表明：以分子量为2000及3000的聚酯多元醇制得的SPUE中存在明显的相分离;当扩链剂中带有苯环结构时,PUE的玻璃化转变温度升高,储能模量增高,阻尼因子下降;PUE的玻璃化转变温度及储能模量随着扩链剂L-MOCA用量的增加线性升高,阻尼因子线性下降。     

高固含量水性聚氨酯的合成及工艺研究

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚己二酸乙二醇酯(721)、聚四氢呋喃二醇(PTHF)为基本原料,以2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)和磺酸盐(HSJ)为亲水扩链剂,采用自乳化和外乳化相结合的方法合成阴离子型高固含水性聚氨酯乳液;考察了R值、聚酯/聚醚(—OH物质的量)比、DMPA、磺酸扩链剂和外乳化剂用量对乳液性能的影响。结果表明:R值为1.4,聚酯/聚醚(—OH物质的量)比为2:1,DMPA用量为1.6%,磺酸扩链剂为0.25%,外乳化剂用量为1.6%时,合成的乳液固含量可高达55%,黏度低,力学性能优异。     

阳离子水性聚氨酯的合成研究

采用甲苯二异氰酸酯（TDI）与聚酯二醇、亲水扩链剂和其它多元醇反应合成阳离子水性聚氨酯乳液，讨论了扩链剂的种类、加料方式、添加量及中和度等对聚酯乳液及其涂膜性能的影响。研究发现，采用N－甲基二乙醇胺为亲水扩链剂，用饥饿加料的方式，在中和度等对聚氨酯及共涂膜性能的影响。研究发现，采用N－甲基二乙醇胺为亲水扩链剂，用饥饿加料的方式，在中和度为90％－100％时合成的阳离子水性聚氨酯乳液具有良好的贮存稳定性，涂膜具有较好的机械性能和耐水性。     

水性聚氨酯胶膜的耐水性能研究

采用预聚体法,以聚酯多元醇、甲苯二异氰酸酯、二羟甲基丙酸(DMPA)制备了聚酯型水性聚氨酯乳液,考察了亲水扩链剂DMPA用量、NCO/OH值、中和剂的种类、中和度、扩链剂乙二胺用量对乳液涂膜耐水性的影响,制备了耐水性较好的水性聚氨酯乳液。     

不同二胺后扩链对聚酯/聚醚型水性聚氨酯性能的影响

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚醚二元醇(N210)、聚酯二元醇(PBA)为主要原料,二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水性扩链剂,一缩二乙二醇(DEG)为小分子扩链剂,乙二胺(EDA)、异佛尔酮二胺(IPDA)为后扩链剂,合成了一系列水性聚氨酯(WPU)乳液。主要考察了后扩链对水性聚氨酯乳液的稳定性,乳液粒径以及胶膜吸水率和力学性能的影响。结果表明,用二胺后扩链之后,乳液稳定性变好,乳液粒径变小,胶膜吸水率减小,耐水性变好,胶膜拉伸强度增加,当采用IPDA后扩链且质量含量为2.7%时,膜的综合性能较好,吸水率相对较低(16.7%),拉伸强度为31.23MPa,断裂伸长率为1022.31%。     

尿素对水性聚氨酯性能的影响

以异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、聚醚220、聚酯二元醇为主要原料,二羟甲基丙酸（DMPA）为亲水性扩链剂,并分别用乙二胺和尿素作扩链剂,合成阴离子型水性聚氨酯乳液。对比2种扩链剂对水性聚氨酯乳液黏度、膜吸水性及玻璃化转变温度（Tg）的影响.结果表明,增加乙二胺的用量,能提高聚氨酯乳液黏度,降低其膜的吸水性,增大聚合物Tg．而增加尿素的用量对聚氨酯乳液黏度和聚合物Tg没有明显影响,但提高了膜吸水性。说明尿素没有起到扩链作用,但可以作为封端剂在聚氨酯分子末端引入胺基。     

软段含离子基团的阴离子型水性聚氨酯胶粘剂的研究(Ⅱ)——硬段结构的影响

以含有不同离子基团的聚酯多元醇为软段,采用丙酮法合成了一系列水性聚氨酯乳液。研究了不同硬段结构和硬段含量和扩链剂对其干膜物理机械性能和吸水率的影响。     

不同结构的水性聚氨酯的合成及其性能研究

选用不同的软链段比例、不同的异氰酸酯比例和不同的扩链剂制备了水性聚氨酯(WPU),并讨论了n(-NCO)∶n(聚醚和聚酯中-OH)比值和R值的变化对WPU性能的影响。研究结果表明,在预聚反应中,当软链段中n(聚醚)∶n(聚酯)比值为0.5∶0.5、异氰酸酯中n(TDI)∶n(MDI)比值为0.5∶0.5、w(-COOH)为1.0%时,选用DEG为扩链剂、固定R值为1.3左右,可以得到性能优越的WPU。     

以小分子二醇为扩链剂的聚氨酯弹性体的制备及性能

采用小分子二醇为扩链剂制备了具有不同性能的聚氨酯弹性体（PUE）材料,研究了小分子二醇用量对聚氨酯弹性体性能的影响。结果表明：对于数均相对分子质量（^-Mn）为2000的聚酯多元醇CMA-24和聚己内酯多元醇PCL-220N而言,随着小分子二醇用量的增加,所合成的PUE断裂伸长率下降,硬度及100％或300％定伸强度增加,玻璃化转变温度（Tg）升高,阻尼因子tanδ最大值越来越低;对于^-Mn为3000的聚酯多元醇CMA-66而言,随着小分子二醇用量的增加,所合成的PUE的硬度、断裂伸长率下降,当小分子二醇（乙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇（HDO））与CMA-66的物质的量比为1：1及2：1时,所制得PUE有2个Tg峰,当比值为3：1及4：1时,Tg为1个峰。当HDO与CMA-66的物质的量比由1：1增大到4：1时,所制PUE由完全不透明转变为透明。     

Preparation and properties of waterborne polyurethane adhesives modified by polystyrene

Waterborne polyurethane (WPU) adhesives modified by polystyrene (PS) were prepared through a prepolymer mixing process from diisocyanates, an anionic polyester, internal emulsifiers, a neutralizer, a chain extender, and PS dispersions. The latter was preformed via the in situ polymerization of styrene in poly(1,4‐butanediol adipate) diol. Transmission electron microscopy, Fourier transform infrared spectroscopy, and ¹H‐NMR techniques were used to characterize the PS dispersions and polyurethane (PU)–PS prepolymer. Experimental results with respect to the performance of the PU–PS adhesives indicate that suitable PS/polyester diol weight ratios improved the mechanical properties, thermal stability, water resistance, and initial adhesive strength of the pristine WPU adhesives. © 2008 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci, 2008     

改性水性聚氨酯用于CMYK色卡层压研究

针对制作证卡用CMYK色卡的特点,选择合适的助剂,对传统的普通水性聚氨酯(WPU)进行改性,并调整初始NCO/OH和水性扩链剂的量,制得固体质量分数达到40%,粘度为35 mPa·s的改性WPU。比较普通WPU对CMYK色卡层压剥离及耐湿热老化的效果。结果表明,改性WPU的平均剥离强度为7.6 N/cm,普通WPU的平均剥离强度仅为3.7 N/cm,改性WPU经过耐湿热老化剥离强度没有明显下降,能够满足作为CMYK色卡层压用水性聚氨酯的产品要求。     

IPDI基水性聚氨酯弹性膜的合成与性能

以聚氧化丙烯二醇(PPG)和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为软硬段,二羟甲基丙酸(DM-PA)为亲水扩链剂合成了水性聚氨酯(WPU),探讨了DMPA含量、nNCO/nOH、小分子扩链剂类型和软段相对分子质量及配比对WPU弹性膜耐水性和力学性能的影响。结果表明,当DMPA质量分数为7%,R值为3.0左右,并使用醇类扩链剂时能使WPU弹性膜获得较低模量和足够的伸长率,再通过添加适当外加交联剂提升强度,降低其吸水性,最终可制得低模量、适当拉伸强度和伸长率的WPU膜,应用于手套等弹性膜类制品。     

苯酐聚酯多元醇合成水性聚氨酯的研究

以苯酐聚酯二元醇(APP)为主要原料合成了水性聚氨酯(WPU)树脂,探讨了n(-NCO)/n(-OH)比值及扩链剂等对WPU成膜性能的影响。研究结果表明,适度交联可提高WPU胶膜的拉伸强度和耐水性;当w(二羟甲基丙酸)=3.3%、n(-NCO)/n(-OH)=4.0和w(乙二胺)=1.0%时,WPU胶膜的综合性能最好;与其他多元醇[如聚四氢呋喃多元醇(PTMEG)、聚醚多元醇(N-220)和聚酯多元醇(PS)等]合成的WPU树脂相比,用APP合成的WPU树脂,其成膜光泽和断裂伸长率较好、综合性能最优。     

IPDI型水性聚氨酯预聚体水分散性及乳液成膜物力学性能的研究

以自制不同相对分子质最的聚已二酸-新戊二醇酯二醇(PNA型聚酯二醇)和异佛尔酮二异氰酸酯(IP-DI)为主要原料,二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水单体,水合肼为扩链剂,制备了IPDI型的水性聚氨酯乳液.研究了PNA聚酯二醇相对分子质量对IPDI型预聚体黏度和水分散性的影响.实验结果表明,将PNA聚酯二醇的相对分子质量控制在1 400以下时,用低相对分子质量的PNA与IPDI的预聚体具有黏度低、易于水分散的特点,可以实现水分散时不加或少加有机溶剂降黏的目的;利用万能材料试验机、XRD、FT-IR和差示扫描量热仪等仪器对所得乳液成膜物的力学性能进行了测试,结果表明:用低相对分子质量的(＜1 400)PNA合成的IPDI型乳液的成膜物力学性能可以满足应用的要求.     

耐水性水性聚氨酯合成工艺研究

选用聚醚多元醇与聚酯多元醇进行复配,制得耐水性较好的WPU。以DMBA作为亲水扩链剂,探讨了DMBA加入方式以及聚氨酯自乳化方法对水性聚氨酯外观、稳定性、成膜性能的影响。     

Synthesis and enzymatic degradation of high molecular weight aliphatic polyesters

The aliphatic polyesters with high molecular weight have been prepared according to two methods. First is the synthesis of the polyesters by polycondensation of dimethyl succinate (DMS) with 1,4‐butanediol (BD) using various metal alkoxides as a catalyst. Among the metal alkoxides used, titanium tetraisopropoxide [Ti(OiPr)₄] gave the best results (highest molecular weight and yield). Thus, we have prepared aliphatic polyesters using a variety combinations of diesters [MeOOC—(CH₂)_x—COOMe, x = 2–8] with BD by the catalysis of Ti(OiPr)₄. The polyesters with high number‐average molecular weight (M_n > 35,000), except dimethyl adipate (DMA, x = 4)/BD polyester (M_n = 26,900), were obtained in high yield. The melting temperatures (T_m) of polyesters were relatively low (43.4–66.8°C) except that (115.6°C) of the DMS/BD polyester. Second is the synthesis of high molecular weight polyesters by chain extension reaction of lower molecular weight (M_n = 15,900–26,000) polyesters using hexamethylene diisocyanate (HDI) as a chain extender. The M_n values of chain‐extended polyesters consequently increased more than two times (M_n = 34,700–56,000). The thermal properties of polyesters hardly changed before and after chain extension. Enzymatic degradations of the polyesters were performed using three different enzymes (cholesterol esterase, lipase B, and Rhizopus delemar lipase) before chain extension. The enzymatic degradability varied depending on both thermal properties of polyesters [melting temperature and heat of fusion (crystallinity)] and the substrate specificity of enzymes, but it was the following order: cholesterol esterase > lipase B > R. delemar lipase. The ¹H‐NMR spectrum of water‐soluble degraded products of the polyester indicated that the polyester was degraded into a condensation product of diol with diester in a monomer form. The enzymatic degradation of chain extended polyesters was slightly smaller than that before chain extension, but proceeded steadily. © 2001 John Wiley & Sons, Inc. J Appl Polym Sci 80: 340–347, 2001