水性聚氨酯性能的影响因素研究

以聚四氢呋喃二醇（PTMG-1000）、异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、甲苯2,4-二异氰酸酯（TDI）为主要原料,二羟甲基丙酸（DMPA）为亲水性扩链剂,1,4-丁二醇（BDO）和乙二胺（EA）为小分子扩链剂,在不同条件下制备了系列水性聚氨酯分散体并制备胶膜。通过对胶膜硬度、吸水率以及附着力等的研究,分析分子结构及分散条件对乳液稳定性和胶膜性能的影响。     

影响水性聚氨酯稳定性能的研究

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、甲苯2,4-二异氰酸酯(TDT)、聚四氢呋喃二醇(PTMG-2000)为主要原料,二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水性扩链剂,1,4-丁二醇(BDO)和乙二胺(EA)为小分子扩链剂,在不同条件下制备了系列水性聚氨酯分散体并制备胶膜.通过对胶膜硬度、吸水率以及附着力等的研究,分析分子结构及分散条件对乳液稳定性和胶膜性能的影响.     

MDI/PPG聚氨酯分散体的合成研究

由4,4’－亚甲基－二苯基二异氰酸酯（MDI）与聚丙烯二醇PPG、二羟甲基丙酸DMPA和1,4－丁二醇（BDO）反应,然后用三乙胺（TEA）中和制备了一种新型的阴离子聚氨酯分散体。得到的稳定阴离子聚氨酯分散体中含有0．8wt%-1.1wt%COOH。     

支化型水性聚氨酯胶黏剂的合成及性能

采用异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚四氢呋喃醚二醇2000(PTMG2000)为原料,二月桂酸二丁基锡、1,4-丁二醇和2,2-二羟甲基丙酸分别为催化剂、小分子扩链剂和亲水单体,制得水性聚氨酯预聚体(PPU);接着以丙烯酸甲酯、二乙醇胺和三羟甲基丙烷为原料合成了超支化聚(胺-酯)(HPAE);最后制备出不同HPAE含量(以IPDI与PTMG2000的总质量为基准,下同)的支化型水性聚氨酯(WPU)胶黏剂.采用FTIR和1HNMR对HPAE及胶黏剂的结构进行了表征;通过TGA、多功能材料试验机考察了胶膜的热力学性能和机械性能.结果表明,HPAE用量为IPDI与PTMG2000的总质量的1.0％时,制备的WPU2乳液及胶膜综合性能较好,其乳液固含量为33.67％,胶膜吸水率为11.22％,水接触角为90.32°;胶膜机械拉伸强度为10.33 MPa,断裂伸长率为533.73％;其粘结性能良好,剥离强度为4.063 N/mm.     

水性聚氨酯分散液的制备与性能研究

以含有磺酸盐基团的聚酯二元醇和异佛二酮二异氰酸酯（IPDI）为主要原料,以二羟甲基丙酸（DMPA）为亲水单体,制备了一组不同组成的水性聚氨酯分散液,经力学性能测定和差示扫描量热法（DSC）分析,研究了亲水单体含量、软段相对分子质量及磺酸盐基团含量对分散液及其胶膜性能的影响。结果表明：软段中磺酸盐基团含量及软段相对分子质量对分散液胶膜的热力学性能和胶黏剂的初粘强度都有影响。     

阳离子型水性聚氨酯的合成及工艺研究

以甲苯-2,4-二异氰酸酯(TDI),聚四氢呋喃醚二醇(PTMG)为主要原料,以1,4-丁烯二醇为小分子扩链剂,N-甲基二乙醇胺(MDEA)为亲水性扩链剂,用丙酮法制备了聚醚型阳离子水性聚氨酯乳液。研究了反应条件对乳液和胶膜性能的影响,结果表明,当预聚n(—NCO)/n(—OH)比为3.0、反应温度75~80℃、反应时间3 h,N-甲基二乙醇胺用量占树脂总量的6%~7%时乳液和胶膜性能最好,并通过红外图谱对胶膜进行了表征。     

阴离子水性聚氨酯胶粘剂的合成与性能研究

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚四氢呋喃醚二醇(PTMG,Mn=1000/2000)、聚己内酯二醇(PCL,Mn=2000)、二羟甲基丙酸(DMPA)和1,4-丁二醇(BD)为主要原料合成了一系列阴离子型水性聚氨酯乳液胶粘剂(WPU)。讨论了硬段含量和多元醇种类等对WPU及其胶膜性能的影响。实验结果表明,随着硬段含量的增加,乳液黏度逐渐降低;胶膜拉伸强度和剥离强度先增加后有所降低。当硬段含量为45.22%时,拉伸强度和剥离强度达最大值,乳液和胶膜的综合性能最好。多元醇分子质量增加可提高胶膜的耐水性,但力学性能与粘接性能并未相应增强。聚酯多元醇型WPU的综合性能比聚醚型的好。     

多元醇复配制备耐黄变聚氨酯丙烯酸酯复合乳液

以异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、混合多元醇、甲基丙烯酸甲酯（MMA）为主要原料合成了脂肪族聚氨酯丙烯酸酯复合乳液。混合多元醇由聚碳酸酯二醇（PCDL）、聚四亚甲基醚二醇（PTMEG）、聚醚二醇（N220）以不同比例复配而成。重点探讨了PCDL与N220、PTMEG与N220及PTMEG与PCDL复配比例对乳液、胶膜性能的影响。实验发现,当PTMEG与N220以相同质量比复配且控制硬段含量在60％时,得到贮存稳定性好,胶膜硬度高、耐水、耐溶剂性能好、耐黄变性优异的PUA复合乳液。     

基于磺酸盐的阴/非离子型高固含量聚氨酯分散体的合成与表征

采用磺酸盐聚醚二元醇（SPPG）和聚乙二醇单甲醚（PEOM）为亲水单体,聚碳酸酯二醇（PCDL）、聚四氢呋喃二醇（PTMG）、异佛二酮二异氰酸酯（IPDI）、乙二胺（EDA）为原料,通过预聚体法制备了固含量50%以上的聚氨酯分散体（PUD）。研究表明,PUD的ζ电位处于-45～-65 mV之间,分散体稳定性优异。平均粒径处于80～140 nm之间,粒径多分布于60～200 nm范围内,磺酸盐基团的增加使胶粒平均粒径变小,粒径分布变窄;NCO/OH摩尔比和PCDL的增加使胶粒平均粒径趋于变大,[JP+2]粒径分布变宽。透射电镜（TEM）显示,分散体胶粒呈大小不一的球形结构。PUD的黏度随剪切速率的增加而下降,呈现假塑性流体的特征。     

形状记忆水性聚氨酯制备与性能研究

以聚己二酸-1,4-丁二酸酯二醇(PBA)和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为主要原料,三羟甲基氨基甲烷(TOAM)为交联单体,采用预聚体分散法合成了形状记忆水性聚氨酯(SMWPU)。探讨了交联单体TOAM用量对乳液和胶膜性能的影响并表征了胶膜的形状记忆性能。结果表明:随着TOAM用量的增加,乳液粘度先增大后减小,粒径先增大后趋于稳定,拉伸强度增大而断裂伸长率降低,硬段表现为非晶态,软段微区结晶度降低,TOAM质量分数为4.5%时,形状回复率可达90.15%。     

不同分散剂对纳米ZnO分散性能的影响

以均匀沉淀法制备的纳米ZnO为原料,无水乙醇为溶剂,研究了超声时间、超声温度和聚乙二醇(2000)对纳米ZnO分散性能的影响。结果表明:聚乙二醇(2000)的最佳反应条件:超声时间70 min,超声温度20℃,分散剂用量0.6 mL。最后分别以聚乙二醇(6000)、聚乙二醇(4000)和聚乙二醇(2000)为分散剂,研究了分散剂种类对纳米ZnO分散性能的影响,结果表明:不同分散剂对纳米ZnO分散性能不同,聚乙二醇(6000)具有较好的空间位阻效应,其分散性能最好,其次为聚乙二醇(4000),聚乙二醇(2000)分散效果最差。     

多羟基稳定剂对聚丙烯酰胺分散聚合粒子形态的影响

以乙醇／水（EtOH／H2O）溶剂为反应介质,以过硫酸铵（AFS）和聚乙烯醇（PVA）或聚乙二醇（PEG）为引发剂和稳定剂,利用显微分析观察当改变稳定剂的种类时,丙烯酰胺（AM）分散聚合粒子形态的变化。研究发现：以PVA-0488,PEG-1000和FEG-2000为稳定剂时所得粒子为球状,而以PVA-1788或PVA-1799为稳定剂时所得粒子为短棒状。     

脂肪族聚碳酸酯型多异氰酸酯固化剂合成及其涂膜性能研究

采用脂肪族聚碳酸酯二元醇(APC)和三羟甲基丙烷(TMP)组成的混合多元醇与甲苯二异氰酸酯(TDI)反应,合成了可水分散的多异氰酸酯固化剂(WDLCP),并与硅改性的水性丙烯酸树脂(WSA)配制成水性聚氨酯-硅改性水性丙烯酸酯(PUA)水性清漆。考察了混合多元醇中n OH(TMP)∶nOH(APC)对WDLCP在WSA中的分散性能及成膜性能的影响,并与采用聚醚多元醇(PE2000)合成的多异氰酸酯固化剂(WDP)成膜后性能进行对比。结果表明,WDLCP与WSA具有良好的相容性,当n OH(TMP)∶nOH(APC)=0.5∶0.5时,PUA的成膜性较好,相较于WDP,WDLCP合成的涂料的涂膜性能大幅提升。     

生物质基碳量子点的制备及其光谱性质研究

以木屑为前驱物制备的活性炭为碳源,采用化学氧化法,用聚乙二醇2000进行表面钝化,制备出了水溶性的生物质基碳量子点。优化了CQDs的合成方法：0.3 g生物质基活性炭, 40 mL HAc-80 mL 30% H₂O₂ 混合氧化剂,反应温度为100 ℃,反应时间为12 h。采用微波和超声结合法进行钝化,修复了CQDs的表面缺陷,荧光强度和量子产率均得到了提高。采用透射电子显微镜、紫外-可见吸收光谱仪、荧光分光光度计和傅里叶红外分光光度计进行表征,所合成的碳量子点发光性能优异、粒径小、分散性好,且无团聚现象。进一步考察了光照、温度和体系pH值对碳量子点性能的影响,结果表明,光稳定性好,抗光漂白性优异,荧光强度具有pH值依赖性,且易于表面功能化。     

改性纳米碳化硅/聚氨酯弹性体复合材料的制备

采用KH-560与KH-550反应得到新的硅烷偶联剂改性纳米碳化硅(SiC);再以2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚氧化丙烯醚二醇(PPG2000)为原料合成预聚体,改性纳米SiC为填料、3,3’-二氯-4,4’-二氨基二苯甲烷(MOCA)为扩链剂,制备了改性纳米SiC/聚氨酯弹性体(PUE)复合材料。讨论了改性前后的纳米SiC添加量对复合材料的力学性能、耐磨性能和热稳定性的影响,并用扫描电镜分析了改性前后的纳米SiC在基体中的分散性。结果表明,改性后的纳米SiC在基体中的分散性优于纳米SiC,当改性纳米SiC质量分数为9%时,改性纳米SiC/PUE复合材料的力学性能达到最佳,耐磨性能明显改善,热失重温度提高了33℃。     

磷肥副产硅胶的粒径分析条件选择

利用激光粒度分析仪(湿法)对磷肥副产硅胶进行粒径测定研究,主要考察了几种不同类型表面活性剂及其添加量、遮光率(样品浓度)、循环速率(搅拌速率)和超声时间(分散时间)等因素的影响,采用响应曲面法,建立遮光率的回归模型,优化得到最适宜分散效果的条件。结果表明,磷肥副产硅胶粒径分析的测定条件为:分散剂为三聚磷酸钠,添加量为4滴,遮光率为30%,循环速率为1 200 r/min,超声时间为3 min。该方法简捷、快速、准确度高且重现性好。     

封闭异氰酸酯功能化石墨烯及其聚氨酯复合材料

将甲乙酮肟(MEKO)与甲苯二异氰酸酯(TDI)进行反应,制备了半封闭TDI(b-TDI)单体,利用该b-TDI单体对氧化石墨(GO)进行处理,最后用水合肼还原得到表面含封闭NCO基团的功能化石墨烯(bi-G);将bi-G添加到由聚己二酸丁二醇酯(PBA2000)与异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)等制备的水性聚氨酯(WPU)预聚体中,加水分散后得到bi-G/WPU分散液。并采用红外光谱仪(FT-IR)、X射线衍射仪(XRD)、透射电镜(TEM)和热重分析(TG)对产物进行表征。结果表明,石墨成功地被氧化成氧化石墨烯,并且实现了异氰酸酯的改性,同时也表明,改性后的氧化石墨烯被充分地还原;bi-G被稳定分散到WPU胶束中;bi-G的引入明显改善了聚氨酯材料的热稳定性,特别是经过热处理后,bi-G/WPU复合材料的耐热性进一步提升。     

巯基-烯点击反应制备氟化水性聚氨酯分散体

采用聚醚二元醇N210、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二羟甲基丙酸和封端剂三羟甲基丙烷三(2-巯基乙酸酯)为原料,合成了巯基封端的聚氨酯预聚物,再通过巯基-烯点击反应将甲基丙烯酸十二氟庚酯(G04)引入聚氨酯链段,制备了端基为氟化物的聚氨酯分散体(FPUD)并与巯基封端水性聚氨酯分散体进行比较。研究了三乙胺(TEA)催化引发、紫外光光引发、偶氮二异丁腈(AIBN)热引发3种不同的引发方式对含氟水分散体稳定性和涂膜性能的影响,并用FT-IR对氟化前后分散体的结构进行表征。结果表明,3种引发方式都可成功引发G04与巯基间的点击反应,其中紫外光引发和AIBN热引发所得水分散体稳定性较好,通过紫外光引发所制备FPUD膜与水的接触角为86.5°,表面自由能为24.67×10-3J/m,吸水率为18.6%。     

改性膨胀石墨在POE中的分散及其对性能的影响

将膨胀石墨分别经过超声波、酸化和表面活性剂处理,得到的改性产物添加到聚烯烃热塑性弹性体(POE)中,采用扫描电子显微镜(SEM)对改性膨胀石墨在POE中的分散状况进行了分析,并对复合材料的力学性能和电学性能进行了评价,研究结果表明,膨胀石墨在POE中呈现出团聚状态,团聚的膨胀石墨仍具有孔状结构,膨胀片层分散不均匀,改性...     

导电聚氨酯分散体的制备及应用

以聚乙二醇单甲醚(MPEG)为亲水单体,聚己二酸新戊二醇酯(PNA)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为原料,通过丙酮法制备了聚氨酯分散体(PUD)。再以过硫酸铵为氧化剂,在PUD中氧化聚合PEDOT制备了导电聚氨酯分散体,并经IR、动态光散射和TEM表征,结果表明,导电聚氨酯复合材料形成了以PU乳胶粒子为核,导电聚合物PEDOT为壳的核壳形态,探讨了核壳粒子形成过程。利用自制的导电聚氨酯分散体配制得到了抗静电涂料,并成功应用于PET塑料基材。