Surface and bulk properties of waterborne polyurethane modified with fluorinated siloxane

Two series of polyester and polyether waterborne polyurethanes (WPUs) modified with poly[(3,3,3‐trifluoropropyl)methylsiloxane] (PTFPMS) were synthesized by prepolymerization method and the effect of PTFPMS on surface and bulk properties were investigated by a variety of experimental methods. FTIR and DSC results showed that the polyester WPU has better compatibility between soft segments and hard segments than polyether WPU in bulk and the degree of phase separation increased in polyester WPU but decreased in polyether WPU with increasing PTFPMS. ARXPS analysis revealed the migration of PTFPMS to WPU surface and the migration ability of Si element was better than F element. AFM images demonstrated that the surface of WPU films became rougher as PTFPMS content increased. The enrichment of PTFPMS with low surface energy and roughened surface imparted good hydrophobicity and oleophobicity to WPU films and polyether WPU has better surface properties compared with polyester WPU. © 2018 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 2018 , 135, 46473.     

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。     

聚酯聚醚混合二元醇对水性聚氨酯性能的影响

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和异佛尔酮二胺(IPDA)为硬段,分别以聚四氢呋喃二醇(PTMEG2000)、聚己二酸新戊二醇酯二醇(PNA2000)及其混合物为软段,制备了系列水性聚氨酯(WPU)乳液.通过ATR-FTIR对聚氨酯结构进行了表征分析,采用拉伸测试、热失重分析、动态力学分析及耐水性测试等手段对WP U胶...     

H_(12)MDI型水性聚氨酯胶膜力学性能研究

以二环己基甲烷二异氰酸酯(H12MDI)和聚醚或聚酯多元醇合成水性聚氨酯(WPU)乳液,通过对其胶膜力学性能测试及差示扫描量热法(DSC)分析,研究了合成配方及工艺条件对WPU胶膜力学性能的影响。结果表明,采用聚酯多元醇PCDL1000以及纯4,4′体的H12MDI为主要原料,合成乳液过程中提高二羟甲基丙酸(DMPA)用量和后扩链程度,以及采用分步投料均可提高WPU胶膜拉伸强度。     

聚酯-聚醚混合型水性聚氨酯的合成工艺研究

以聚己二酸丁二醇酯二醇（PBAG）和聚乙二醇（PEG）为软链段,以异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）和二羟甲基丙酸（DMPA）为硬链段,采用预聚体法制备了水性聚氨酯（WPU）,研究了R值（NCO／OH摩尔比）、DMPA用量、聚酯与聚醚摩尔比等对乳液的粘度、粒径、稳定性和聚氨酯胶膜力学性能的影响。结果表明,选用尺值为2．0、DMPA质量分数为3．5％、聚酯与聚醚摩尔比为2．5,制备的聚酯-聚醚混合型WPU的粒径可以达到310nm,粘度达到65mPa·s,其离心稳定性和wPU膜力学性能良好。经WPU涂层整理织物的耐静水压达到6．08kPa,透湿量达4550g／（m2×24h）,符合服用性能的要求。     

合成革用水性聚氨酯的制备

以异佛尔酮二异氰酸酯( IPDI),聚酯或聚醚多元醇、二羟甲基丙酸(DMPA)为主要原料,采用预聚体法合成了脂肪族革用水性聚氨酯(WPU),用三甲氧基三聚氰胺树脂(TMMM)对WPU进行交联反应成膜,考察了nNCO/nOH,DMPA用量、聚酯或聚醚种类以及TMMM对WPU性能的影响.结果表明,随着nNCO/nOH的增加...     

玻纤表面处理用水性聚氨酯乳液合成与性能研究

采用异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚醚二醇A、聚酯二醇B、亲水单体聚乙二醇PEG1000和二羟甲基丙酸(DMPA)等制备了阴/非离子型水性聚氨酯(WPU).讨论了亲水单体(PEG+DMPA)用量、异氰酸酯指数(R值)、聚醚/聚酯二醇配比等对乳液及胶膜性能的影响,并比较了使用不同表面处理剂的玻纤增强尼龙复合材料的性能....     

Waterborne polyurethane/inorganic hybrid composites: preparation,morphology and properties

Abstract

A series of waterborne polyurethane/inorganic (WPU/TiO₂) hybrid composites were synthesised by a sol–gel process on the basis of isophorone diisocyanate, polyether polyol (GE-210), dimethylolpropionic acid, tetrabutyl titanate (TBT) and 3-glycidyloxypropyl trimethoxysilane as a coupling agent. The physical properties of the WPU and WPU/TiO₂ dispersions and hybrids were measured. Fourier transform infrared spectroscopy, scanning electron microscopy, transmission electron microscopy, atomic force microscopy and X-ray diffraction were used to assess the fracture surface morphology and the dispersions of the WPU/TiO₂ hybrids. The scanning electron microscopy, transmission electron microscopy and atomic force microscopy results showed that the TiO₂ particles were dispersed homogeneously in the WPU matrix in nanoscale. The prepared hybrids showed good thermal stability and mechanical properties in comparison with pure WPU and showed tunable transparence with the TBT fraction in the film. Through suitable adjustment of TBT content, some thin hybrids have potential applications, such as coatings, leather finishing, adhesives, sealants, plastic coatings and wood finishes.     

聚碳酸酯基水性聚氨酯的合成与性能研究

以聚碳酸酯二醇(PCDL)为主要原料合成水性聚氨酯(WPU)树脂,并与聚四氢呋喃(PTMEG)、聚醚(PO)、聚酯(PS)材料进行对比研究,同时探讨交联剂对成膜性能的影响。研究结果表明,适度交联可提高胶膜的拉伸强度及耐水性,交联使膜的断裂伸长率降低。液态材料PCDLT-981合成的WPU树脂的成膜光泽及断裂伸长率较好,固态材料PCDLT-5652合成的WPU树脂的拉伸强度及耐介质性能更佳。4种多元醇合成的WPU树脂,PCDL水性PU性能最优,有望取代溶剂型合成革树脂。     

阻燃型PETMF/WPU复合材料的制备与性能研究

用聚酯/碱溶性聚酯（PET/COPET）海岛纤维无纺布含浸含磷自阻燃的水性聚氨酯（WPU）浆料，通过干法凝固、碱减量和后整理等工艺制备阻燃型聚酯超细纤维/水性聚氨酯（PETMF/WPU）复合材料。分析并探讨不同固含量含磷自阻燃的WPU浆料对PETMF/WPU复合材料的阻燃性能和力学性能的影响。采用锥形量热仪、极限氧指数和垂直燃烧对其阻燃性能进行表征；采用电子扫描显微镜对其微观结构进行表征；采用TGA对其热稳定性进行表征。结果表明：当固含量达到35wt%时，PETMF/WPU复合材料的LOI值达到31.7%，垂直燃烧达到V-0级，在燃烧过程中能够自熄且无熔滴产生，力学性能仍能满足行业标准，使用含磷自阻燃原料减少了燃烧过程中有害气体的释放。     

高固含量聚醚型水性聚氨酯的合成与影响因素

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和六次甲基二异氰酸酯(HDI)为硬段、聚醚(N-220)为软段,二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水性物质、乙二胺为后扩链剂和三羟甲基丙烷(TMP)为交联剂等,合成了高固含量的聚醚型水性聚氨酯(WPU)乳液。采用衰减全反射红外光谱(ATR)对其结构进行了表征,并探讨了溶剂(丙酮)和DMPA含量、反应过程中预聚体的黏稠度、扩链剂的加料顺序和扩链时间等因素对WPU乳液固含量的影响。实验结果表明,在保持其他条件不变的情况下,即n(-NCO)∶n(-OH)=1.2∶1、m(HDI)∶m(IPDI)=2∶1和n(TMP中-OH)∶n(聚醚中-OH)=1∶4、w(DMPA)=1.5%(相对于树脂而言)且w(丙酮)=50.4%～75.5%(相对于树脂而言)时,在预聚反应过程中,若体系较稀(即黏度较低),在乳化时先加入乙二胺,待反应4～7min后再加入水,如此易制得稳定的高固含量(40%～46%)聚醚型WPU乳液。     

Fabrication of regenerated cellulose nanoparticles/waterborne polyurethane nanocomposites

Regenerated cellulose nanoparticles (RCNs) are ideal materials for new biomass polymer composites industries. RCNs and composites of RCNs and water‐borne polyurethane (RCN/WPU) were prepared using a facile and environmentally friendly approach without the use of any harmful chemicals. The morphological, thermal, and mechanical properties of the RCN/WPU nanocomposite were analyzed by scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), thermogravimetric analysis (TGA), rheometer, wide‐angle X‐ray diffraction, and enzymatic hydrolysis. RCNs exhibited low crystallinity upon regeneration with an NaOH‐based aqueous solution, and were identified by SEM and TEM to consist of the more thermodynamically stable cellulose form. TGA showed that the thermal stability of RCN/WPU nanocomposites was increased by the addition of RCNs. Finally, enzymatic hydrolysis using cellulase indicated that the biodegradability of RCN/WPU nanocomposites was also improved. © 2018 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 2018 , 135, 46633.     

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。     

改性水性聚氨酯乳液包覆RDX的合成研究

以聚四氢呋喃二醇(PTMG)为聚醚软段、甲苯二异氰酸酯(TDI)为硬段、DMPA(二羟甲基丙酸)为亲水扩链剂、环氧树脂(EP)和硅烷偶联剂为交联扩链改性剂,制取耐水性好、粘接强度高的改性水性聚氨酯(WPU)乳液;并以此作为黑索今(RDX)的包覆剂。结果表明:当w(EP)=6%(相对于物质总质量而言)、w(硅烷偶联剂)=2.0%(相对于物质总质量而言)和w(WPU)=2%(相对于RDX质量而言)时,经改性WPU乳液包覆后的RDX,其成型性、流散性和包覆效果较好,撞击感度和热感度明显降低。     

高固含量水性聚氨酯分散体的合成

引　言水性聚氨酯是水溶型、水分散型和水乳化型聚氨酯的统称 .水性聚氨酯与溶剂型相比较 ,具有生产、运输和使用安全 ,不污染环境的优点 ,在涂料、黏合剂和皮革涂饰剂等方面的应用备受重视[1] ,成为近 10年来全世界的研究热点 .水性聚氨酯的弱点是其制成的涂料和涂饰剂的机械性能、耐水性不如溶剂型聚氨酯 .克服这些弱点 ,是近年来各国研究者努力的方向[2 ] .在改善水性聚氨酯性能方面有大量研究报道 ,诸如降低亲水基团含量 ,增大乳液粒径 ,采用强力机械分散增加乳液贮存稳定性 ,改善乳液对涂膜基材表面的润湿性、黏附力等等[3] .但很少见…     

改性水性聚氨酯汽车内饰胶的合成

采用丙酮法,并以聚醚二元醇(N220)、甲苯二异氰酸酯(TDI-80)、1,4-丁二醇(BDO)和二羟甲基丙酸(DMPA)等为原料,制备了聚氨酯(PU)预聚体;然后以丙烯酸酯为改性剂合成出水性聚氨酯(WPU)乳液。实验结果表明,当w(丙烯酸酯单体)=25%、w(DMPA)=3.8%时,可得到高性能的改性WPU乳液;由该乳液制得的胶粘剂可以满足汽车内饰材料的粘接要求。     

聚醚/聚酯型亲水性聚氨酯防水透湿性能研究

以4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)和1,4-丁二醇(BDO)为硬单体,制备了6组聚醚与聚酯或不同聚醚混合单体为软链段的嵌段型亲水性聚氨酯防水透湿涂层剂。研究了聚氨酯材料的微结构和软段结构对其防水、透湿性能的影响。结果表明,亲水性聚氨酯软链段的结构、组成、相对分子质量和含量及软、硬段相区间的微相分离程度对材料防水透湿性能的影响较大,亲水性聚氨酯的防水透湿性能主要取决于其中亲水性软链段的亲水性及其活动性。     

蓖麻油基聚酯多元醇的制备及表征

以可再生资源蓖麻油、苯酐和小分子醇为原料,钛酸正丁酯为催化剂,经酯化、缩聚合成蓖麻油基聚酯多元醇,考察了反应时间对聚酯多元醇酸值的影响以及不同官能度的小分子醇对醇解蓖麻油结构和羟值的影响。采用红外光谱仪（FT—IR）、凝胶色谱（GPC）、热失重仪（TGA）对醇解蓖麻油、蓖麻油基聚酯多元醇的相对分子质量、热稳定性进行了表征。结果表明,随着小分子醇官能度的增加,醇解体系中单酯和二酯含量明显减少,转化率也相应减小;甘油醇解蓖麻油和蓖麻油基聚酯多元醇较普通聚醚多元醇635具有更高的热稳定性。     

水性聚氨酯／聚（丙烯酸丁酯-丙烯腈）互穿聚合物网络的研究

以甲苯二异氰酸酯（TDI-80）、聚醚二元醇（N220）、丙烯酸丁酯（BA）和丙烯腈（AN）为主要原料,采用无皂种子乳液聚合法制备了具有核壳结构的水性聚氨酯／聚（丙烯酸丁酯-丙烯腈）乳液互穿聚合物网络（LIPN）。通过红外光谱仪、热重分析仪、透射电镜、粒度仪等分析手段研究了产物的结构与性能。结果表明,与未改性的水性聚氨酯分散液相比,改性后的聚氨酯分散液的粒径均有所增大,乳液的黏度变化不大。胶膜的硬度和耐水性以及热稳定性显著提高,拉伸强度先增大后减小,断裂伸长率下降。HDDA的引入,形成了具有化学交联的核一壳互穿网络结构的聚合物,表现出明显的互穿协同效应,使WPU与乙烯基聚合物分子链具有较高的相客性。     

基于磺酸盐的水性聚氨酯研究进展

用于水性聚氨酯(WPU)合成的磺酸盐包括小分子羟基磺酸盐、氨基磺酸盐以及含磺酸盐基团的聚醚和聚酯低聚物。小分子磺酸盐熔点高、脂溶性小,仅N-(2-氨基乙基)-氨基乙烷磺酸钠(AAS)在实际生产中得到应用,含磺酸盐基团的聚醚和聚酯低聚物作为WPU合成的亲水单体值得深入研究。