环氧树脂/聚氨酯半互穿网络聚合物的研究:I.玻璃化转变行为…EI

用分步法制备了环氧树脂／聚氨酯（ＥＰ／ＰＵ）半ＩＰＮ，通过差示扫描量热法（ＤＳＣ）与动态力学分析法（ＤＭＡ）研究了该半ＩＰＮ的玻璃化转变行为，用扫描电镜（ＳＥＭ）表征了其形态结构，结果表明：在此半ＩＰＮ中，两组分聚合物的玻璃化转变温度（Ｔｇ）靠近，并伴随前第三个Ｔｇ的出现。该半ＩＰＮ具有两相结构，两相连续程度随组分量的变化而变化。     

聚氨酯/环氧树脂互穿聚合物网络半硬泡沫的结构与性能

采用同步法合成了聚醚型聚氨酯/环氧树脂互穿聚合物网络半硬泡沫.通过FTIR,DMA,SEM研究了IPN半硬泡沫的化学结构、动态力学性能以及微观结构形态.FTIR分析表明了聚氨酯和环氧树脂的网络间存在接枝反应.很宽组成比范围内IPN半硬泡沫均显示出单一的宽温域玻璃化转变,而且该转变随着环氧树脂含量的增加向高温方向移动.通过SEM发现IPN半硬泡沫泡孔结构形状都比较均一.循环加载压缩发现所有IPN泡沫不仪压缩性能好而且具有很好的回弹性,大变形压缩后泡沫儿乎不变形,重复使用性能好.     

聚氨酯／环氧树脂互穿网络聚合物相行为与断裂拉伸强度

制备了一系列聚氨酯／环氧树脂互穿网络聚合物ＰＵ／ＥＰＩＰＮ，由ＤＳＣ，ＴＭＴ和动态粘弹仪研究表明，ＩＰＮ在高温区存在的单一玻璃化转变温度Ｔｇ，ＩＰＮ的的相行为与其断裂伸强度的相关，并确认接枝共聚物的存在增强了ＩＰＮ的互穿效应。     

聚氨酯/环氧树脂乳胶互穿聚合物网络的制备和表征

以甲苯二异氰酸酯、聚丙二醇和环氧树脂为主要原料,合成了聚氨酯(PU)/环氧树脂(EP)乳胶互穿聚合物网络(LIPN)。红外分析表明,样品中PU与EP各自的交联网络均已形成,且二者之间不存在化学键的结合;用TEM和粒度分析仪观察样品的乳胶粒子形貌和尺寸大小,样品未呈现核壳结构,且与PU乳液空白样品的乳胶粒子形貌和尺寸基本一致。动态力学分析表明样品中两种组分在分子尺度互穿。力学性能分析表明二者表现出显著的协同效应。     

聚醚型聚氨酯/环氧树脂互穿网络聚合物的结构与性能研究

以4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯和聚醚及双酚A型环氧树脂为原料经共聚合成了聚氨酯(PU)/环氧树脂(EP)互穿聚合物网络(IPNs).通过改变聚氨酯结构及环氧树脂含量制备系列PU/EP的IPNs,并对其性能进行了研究.研究表明随着聚氨酯中两官能度聚醚用量增加,IPNs体系的亲水性增强、表面自由能增大;此外随着环氧树脂含量增多,整个IPNs体系的疏水性增强;力学性能测试表明,聚氨酯结构以及环氧树脂含量对PU/EP的IPNs材料力学性能影响较大.     

聚氨酯/环氧树脂互穿网络半硬泡沫的热稳定性

制备了聚氨酯/环氧树脂互穿网络半硬泡沫,通过热重分析(TGA)研究了其热分解,计算了各分解阶段的热分解反应动力学参数。结果表明,氮气中,互穿聚合物网络(IPN)泡沫根据环氧树脂含量不同其分解过程有2~3个失重阶段,随着环氧含量增加,第一阶段的失重率减小,第二阶段的失重率增大。IPN泡沫在第一、二两阶段总的热失重率低于纯聚氨酯泡沫及纯环氧树脂。环氧树脂含量为30%(质量分数,下同)时泡沫的热稳定性最好。预测IPN半硬泡沫在100℃氮气中失重5%时的热老化寿命可达2.4E7年,表明IPN泡沫具有很好的热稳定性。     

聚氨酯／环氧树脂互穿网络聚合物相行为与粘接剪切性…

制备了一系列聚氨酯／环氧树脂互穿聚合物网络ＰＵ／ＥＰ ＩＰＮｓ，由ＤＣＳ、ＴＭＡ和ＤＤＶ研究表明，ＩＰＮｓ在高温区存在单一的玻璃化转变温度，Ｔｇ，ＩＰＮｓ的相行为与其粘接剪切强度相关，并确认接枝共聚物的存在增强了ＩＰＮｓ的互穿效应。     

聚氨酯／环氧树脂互穿网络二阶非线性光学材料

制备了一类新型的各含对硝基苯偶氮苯胺发色团的聚氨酯和环氧树脂的互穿网络型二阶非线性光学聚合物。用程序升温及升压电晕极化法可制得有良好光学质量的极化膜。ＤＳＣ曲线显示该互穿网络聚合物有１个玻璃化转变温度。在一维刚性取向气体模型的基础上，通过可见吸收光谱研究了该极化膜的非线性光学性质。其二阶非线性光学极化系数可达１０＾－７ｅｓｕ量级，发色团有优异的取向稳定性，其序参数在１００℃仍可长期稳定。     

线型聚硅氧烷改性聚醚型聚氨酯/环氧树脂互穿聚合物网络

以端羟基聚硅氧烷(PDMS)、4,4,-二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)、聚醚多元醇为原料制得端异氰酸酯基(-NCO)聚氨酯预聚体,再与环氧树脂E-44反应制得一系列聚硅氧烷改性聚氨酯/环氧树脂互穿聚合物网络。通过红外光谱、接触角、拉伸试验、动态力学分析、扫描电子显微镜对聚合物体系的结构与性能进行了研究和表征。实验结果表明,聚硅氧烷的引入使得互穿聚合物网络的表面疏水性增强,表面自由能降低,拉伸强度下降但断裂伸长率升高。随着聚硅氧烷用量的增加,聚合物体系的玻璃化转变温度从-45℃提高到了-36℃。     

聚氨酯/环氧树脂互穿网络半硬泡沫的力学性能及吸能特性

采用同步法制备了聚氨酯/环氧树脂互穿聚合物网络(IPN)半硬泡沫。通过压缩和拉伸试验研究了泡沫材料密度对力学性能的影响。研究表明,在所研究的密度范围内,泡沫的压缩模量和屈服强度均与密度成指数关系。泡沫的拉伸模量和断裂强度与密度也存在类似的关系。利用这些方程可以很好地预测泡沫力学性能随密度的变化关系。IPN泡沫兼有较好的韧性和较高的拉伸强度。相同形变下,相同密度IPN半硬泡沫拉伸过程的单位体积吸能大于压缩过程的单位体积吸能。     

聚氨酯／环氧树脂互穿网络聚合物相行为与粘接剪切性能的研究

制备了一系列聚氨酯／环氧树脂互穿聚合物网络ＰＵ／ＥＰＩＰＮｓ。由ＤＳＣ、ＴＭＡ和ＤＤＶ研究表明，ＩＰＮｓ在高温区存在单一的玻璃化转变温度Ｔｇ，ＩＰＮｓ的相行为与其粘接剪切强度相关。并确认接枝共聚物的存在增强了ＩＰＮｓ的互穿效应     

聚氨酯/环氧梯度互穿网络聚合物的弯曲行为

设计了一种新的梯度组分分布数学模型,采用梯度因子和梯度层数控制梯度组分的分布,并用逐层浇铸的方法制备了不同种类的EP/PU梯度互穿网络聚合物(IPNs)材料,对其弯曲行为进行了研究。研究结果表明,在相同质量比情况下,梯度IPNs的弯曲性能低于普通IPNs,并且梯度层数越多,梯度因子越大,弯曲性能越低,越容易发生弯曲变形。尽管弯曲性能有所降低,梯度IPNs的抗冲击性能要优于普通IPNs。     

接枝和非接枝聚氨酯/环氧树脂互穿网络聚合物的制备及其性能

采用分步法分别制备了接枝和非接枝聚氨酯(PU)/环氧树脂(EP)互穿网络聚合物(IPNs),研究了不同配比对材料力学性能和热性能的影响。红外结果显示接枝聚氨酯/环氧树脂互穿网络聚合物分子间形成了氨基甲酸酯的接枝结构;力学性能测试结果表明,聚氨酯的引入显著地提高了材料的力学性能,当m(PU)∶m(EP)=15∶85时,接枝聚氨酯/环氧树脂互穿网络聚合物的拉伸和冲击强度达到最大值(分别为36.7MPa和22.39kJ/m2),当m(PU)∶m(EP)=10∶90时,非接枝互穿网络聚合物拉伸和冲击强度达到最大值(分别为27.8MPa和19.34kJ/m2);TGA结果证实接枝互穿网络聚合物的热稳定性明显优于非接枝互穿网络聚合物。     

聚氨酯/环氧树脂互穿网络硬泡的静态压缩行为

采用同步法合成了聚氨酯/环氧树脂互穿聚合物网络硬泡。为了研究聚氨酯/环氧树脂互穿网络聚合物(PU/ERIPN)硬泡对压缩载荷的响应及变形机理,对IPN硬泡进行了应变率在1.67×10-4s-1~1.67×10-2s-1范围内的静态压缩试验。研究表明,PU/ER IPN硬泡的压缩行为表现出明显的各向异性和应变率效应。平行发泡方向上的应力-应变曲线表现出三个变形阶段:即弹性阶段,"平台"阶段和"硬化"密实阶段,其平台阶段的显著特征是应变软化和局部变形。讨论了IPN硬泡的压缩力学本构关系。     

蓖麻油聚氨酯—环氧树脂互穿网络的热机械研究

本文对蓖麻油聚氨酯－环氧树脂互穿网络的玻璃化转变温度和热膨胀系数进行了热机械（ＴＭＡ）研究，研究结果表明：（１）在玻璃态时，ＩＰＮ的热膨胀系数随其组分变化具有加合性，在高弹态时，其热膨胀系近于两者的平均值。（２）在一定的组成范围内，ＩＰＮ具有两个玻璃化转变温度（Ｔｇ１＇和Ｔｇ２＇）。对不同的组成，Ｔｇ１＇和Ｔｇ２＇不同，但两者的差值近乎相等，这说明在此体系中相分离程度与组成无关。     

端羟基丁二烯型聚氨酯/聚苯乙烯互穿聚合物网络的研究

研究了同步法合成的端羟基聚丁二烯型聚氨酯/聚苯乙烯互穿聚合物网络〔PU(HTPB)/PS_t-IPN〕的形态结构、热转变行为和力学性能。电镜结果表明:该类 IPN 形成既二相分离又各自连续的相结构,当 PU(HTPB)/PS_t 组成比为25/75时,体系发生相转变;组成比为50/50左右时,形成的聚苯乙烯分散相区域尺寸较小。增加每一相的交联程度,均可提高二相的互穿能力,所有 IPN 都呈现出独特的细胞状结构形态,文中根据聚氨酯首先形成的事实,提出了该结构的形成机理。T_(?)研究结果表明:玻璃化转变温度的移动将受到 IPN 自身诸因素的制约。力学性能结果表明:随 IPN 中 PU(HTPB)含量增加,材料的刚性下降,而断裂伸长则出现由增加到下降的过程,在组成比为60/40左右时,达最大值。     

聚氨酯与环氧树脂乳液互穿网络聚合物的制备

聚氨酯是一种无溶剂型的环保材料,传统聚氨酯以聚酯类与聚醚类多元醇为主[1],而这两种软段合成的聚氨酯的耐水性能与力学性能等有待提高[2][3]。聚碳酸亚丙酯二醇拥有较好的力学性能与耐水解能力。本研究采用聚碳酸亚丙酯二醇(PCD-2000)为软段[4]合成聚氨酯(WPU)。在此基础上,使用互穿网络技术,制备聚氨酯与聚丙烯酸酯的乳液互穿网络聚合物[5](PU/EP LIPN)。本实验主要探究了聚氨酯与环氧树脂的乳液能否形成互穿网络聚合物;不同环氧树脂固化剂添加方式对PU/EP LIPN的影响;不同量的后扩链[6]和固化剂加入量对PU/EP LIPN的涂膜性能的影响。实验结果表明,聚氨酯中的环氧树脂已经固化,成功建立了互穿网络结构;使用环氧树脂聚合物对聚氨酯进行改性之后,断裂伸长率明显下降,耐水性提高;在0.5后扩链系数时,乳液胶膜拥有较好的成膜性能,力学强度;耐水性随后扩链系数的变大先增强后减弱。     

聚氨酯/环氧树脂互穿网络硬泡静态压缩塑性变形模式

采用同步法合成聚氨酯/环氧树脂互穿网络硬泡,通过FTIR和SEM研究其化学结构及微观结构形态,为研究其压缩响应及变形模式,对其进行静态压缩试验。结果表明:IPN硬泡的压缩行为表现出各向异性。平行发泡方向的压缩应力-应变曲线表现出三个变形阶段,其中平台阶段的显著特征是应变软化和局部变形。垂直发泡方向的压缩曲线则单调增加,平台阶段没有产生应变软化,整个压缩过程中试样变形均匀分布。IPN硬泡的静态压缩存在明显的应变率效应,环氧树脂含量对压缩性能影响显著。描述IPN硬泡压缩局部变形理论模型,变形带厚度和变形带前沿传播速度的理论值与试验值吻合较好,采用该模型分析研究IPN硬泡的压缩变形机理。     

聚氨酯乳液互穿聚合物网络的制备与结构

以甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚己二酸丁二醇酯(PBA2000)和环氧树脂(E-20)为主要原料,制备了高环氧树脂含量的聚氨酯(PU)/环氧树脂(EP)乳液互穿聚合物网络(LIPN)。通过红外光谱,动态力学分析,透射电镜等研究了产物的结构与性能。结果表明,LIPN已形成,乳液乳胶粒子为非核壳结构,EP和PU两种组分完全互容且在分子尺度互穿。改性PU的耐溶剂性大幅提高,表现出明显的互穿协同效应。可作为一种新型的环保PU涂层应用于各个领域。