高强度自修复聚氨酯弹性体的制备及性能

针对自修复材料力学性能和自修复性难以兼顾的问题,采用传统预聚体法,引入含双硫结构的交联剂,制备得到既具有一定力学强度、又具有良好自修复性的聚氨酯弹性体。采用红外光谱进行化学结构表征;采用邵氏硬度计进行硬度测定;采用万能力学试验机考察了不同条件下的自修复效率;通过三维视频显微镜和拍照记录弹性体自修复过程;采用热重分析仪对样品进行热性能表征。结果表明,双硫键被成功引入弹性体中,弹性体邵氏硬度大多可达50 HA以上。升高温度和延长时间都能提高弹性体的自修复效率:24 h时,自修复效率从25 ℃的31.3%升高到80 ℃的99.5%;在80 ℃下,自修复效率从2 h的48.4 %提高到24 h的99.5%。双硫交联剂质量分数的增加也有利于自修复,弹性体的自修复效率从PUSS 3的54.5%提高到PUSS 6的99.5%。热重分析显示,弹性体的热稳定性随双硫质量分数的增加而略有下降,但所有弹性体的5%热失重温度都高于265.0 ℃。     

针状镍线自修复聚氨酯的制备及性能研究

通过水热法制备了针状镍线,采用XRD和SEM研究了其内部结构和微观形貌。结果表明,样品主要成分为镍,镍线直径为1.16μm,每根镍线由200 nm的针状纳米镍组成。然后,以镍线为导电填料和增强材料掺杂到自修复聚氨酯中,研究了微纳米针状镍线改性自修复聚氨酯的力学性能,自修复性能和导电性能。结果表明,掺入镍线的自修复聚氨酯的力学性能提升了52%,自修复效率达到78%,电阻率缩减到4Ω·mm。综合分析可知,镍线的掺入不仅增强了自修复聚氨酯机械性能,还提高了自修复聚氨酯的导电性。     

含光可逆C-C键自修复聚氨酯的制备和性能

为实现聚氨酯的光诱导自修复,采用4,4-二羟基二苯甲酮(DHBP)和2-溴乙醇为主要原料,经过Williamson醚化等多步反应,合成一种末端带4个醇羟基的四苯基芳香片呐醇单体(THETPED);然后,以其为交联剂,通过与异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和聚乙二醇(PEG)的加成聚合反应,制备了含光可逆C-C键的聚氨酯薄...     

硬段结构对含二硫键自修复聚氨酯性能的影响

硬段结构的研究对指导制备兼顾力学性能与自修复性能的聚氨酯弹性体具有重要的意义。文中分别以4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）、4,4’-二环己基甲烷二异氰酸酯（HMDI）、甲苯二异氰酸酯（TDI）、异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）及双（2-羟基乙基）二硫醚（HEDS）为硬段部分,聚己内酯二元醇为软段部分,制备了一系列含脂肪族二硫键的自修复聚氨酯,探究了不同异氰酸酯、硬段含量和扩链剂对其力学性能与自修复性能的影响。结果表明,对于异氰酸酯结构来讲,脂环族异氰酸酯制备的自修复聚氨酯具备更好的力学性能与自修复性能;对于脂环族异氰酸酯体系聚氨酯的硬段含量而言,一定范围越高,二硫键与氢键的含量也越高,越有利于材料的力学性能与自修复性能;对于扩链剂结构来讲,脂肪族二硫键主要是促进较高温度条件下的自修复性能,对于室温自修复性能起到的作用有限。     

兼具高强度、高韧性和自修复性能的环氧树脂改性热可逆聚氨酯

将E51环氧树脂引入基于Diels-Alder反应的热可逆聚氨酯,制备出环氧树脂改性热可逆自修复聚氨酯材料。引入环氧树脂,可提高改性热可逆聚氨酯的拉伸强度、杨氏模量、冲击韧性和邵氏硬度且保持较高的断裂伸长率。添加20%的环氧树脂制备的环氧树脂改性热可逆聚氨酯材料兼具优异的强度、韧性、硬度等力学性能和良好自修复性能。当环氧树脂改性热可逆聚氨酯出现裂纹裂缝等损伤后,在130℃处理20 min及60℃处理24 h便可修复损伤,并可实现同一部位多次损伤的重复自修复。力学性能提高的原因,是刚性环氧树脂相与聚氨酯弹性相相互缠结形成互穿聚合物网络结构产生的“强迫互溶”和“协同效应”;而多次重复自修复则归因于热可逆Diels-Alder反应和分子链热运动的协同作用。     

酰腙键聚氨酯凝胶的合成及自修复性能EI北大核心CSCD

以对羟基苯甲醛与己二酸二酰肼为原料制备出含酰腙键的两羟基化合物PA,PA溶于二甲基亚砜中与六亚甲基二异氰酸酯(HDI)三聚体反应得到含酰腙键的聚氨酯凝胶。研究了该凝胶的溶胀行为、流变学特征、在酸或苯胺条件下的可逆反应及自修复性能。结果表明,制备的凝胶在酸或苯胺的环境下通过加热表现出明显的流体性质,且可发生逆反应而使凝胶分解;凝胶在酸或苯胺条件下通过加热可实现修复,且在酸性条件下的自修复效率远大于在苯胺条件下的自修复效率;凝胶在酸性条件下,80℃加热6h后自修复效率可达到89.47%。     

含氟丙烯酸酯改性水性聚氨酯纳米复合乳液制备及性能研究

用含氟丙烯酸酯改性水性聚氨酯，乳液共聚法获得具有核壳结构的水性PUA纳米复合乳液，详细考察了PU／PA质量比、HEA用量、DMPA用量等对乳液涂膜性能的影响；实验结果表明该乳液粒径在100nm左右，乳液涂膜具有良好的力学性能，当含氟单体含量为5％时，其表面自由能为20．8mJ·m^-2，耐水性能也得到显著提高。     

侧链含氟紫外光固化水性星形聚氨酯的制备及性能

采用十三氟辛醇(TEOH-6)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二乙醇胺(DEOA)自制单端羟基含氟二元醇(DE-TEOH);采用二羟甲基丙酸(DMPA)和季戊四醇(PER)自制八羟基多元醇(DI-PE-8)。使用傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)和核磁共振氢谱仪(1 H-NMR)对产物的结构进行分析,并将产物用于改性水性聚氨酯,采用无皂相反转乳化工艺制备了侧链含氟紫外光固化水性星形聚氨酯(UV-WFPU),并对胶膜的表面相结构和性能进行了表征,考察了DE-TEOH用量对胶膜相结构及性能的影响。结果表明:与传统聚醚型聚氨酯相比,UV-WFPU存在明显微相分离结构,且随着DE-TEOH添加量的增加,UV-WFPU胶膜的吸水率大幅下降、接触角增加、热稳定性提高。     

热可逆自修复聚氨酯及其复合材料的研究进展

随着现代工业发展对材料性能的要求不断地提高,聚氨酯也正朝着智能化、功能化等方向发展,其中赋予聚氨酯材料自修复功能是推进其智能化方向的一个重要课题之一。目前自修复聚氨酯材料研究已取得一系列卓有成效的研究成果,其中在聚氨酯材料分子链主链引入热可逆Diels-Alder(DA)共价键以及在传统聚氨酯材料中引入纳米碳材料(如碳纳米管、石墨烯)成为研究热点。然而,目前热可逆DA反应的自修复聚氨酯还存在力学性能稍差、修复效率不高且修复效率随修复次数的增加迅速下降等问题,以及纳米碳材料需经改性才能引入等复杂工艺过程。从光可逆共价键修复体系和热可逆共价键修复体系两个方面简述本征型自修复体系,再从热可逆DA自修复聚氨酯体系和热可逆DA自修复聚氨酯复合材料体系两个方面综述国内外研究进展。     

阳-非离子型聚氨酯表面活性剂的制备与性能

以异氟尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚氧乙烯长链烷基胺(PAE)等为主要原料,合成了一系列兼具阳离子特性和非离子特性的新型聚氨酯高分子表面活性剂;并对产物进行了红外分析,研究了其侧链烷基碳数、环氧乙烷加合数及外加电解质对表面张力、临界胶束浓度的影响。实验结果表明,当PAE侧链烷基为C_(18),环氧乙烷加合数目为5时,其聚氨酯高分子表面活性剂综合性能优异,溶液的临界胶束浓度为39.600 mg/L,水溶液的表面张力最低可达33.131 m N/m。     

聚酯型聚氨酯薄膜的制备及性能研究

目的 以1,6-六亚甲基二异氰酸酯（HDI）、聚已二酸-1,4-丁二醇酯（PBA）、二甘醇（DEG）为原料制备聚酯型聚氨酯（PU）薄膜,并研究异氰酸根与氢氧根的比值（R值）对薄膜性能的影响。方法 采用预聚物法制备PU,反应所需要原材料的质量通过不同R值来确定。将制得的PU产物加入DMF进行溶解,然后使用流延方法获得薄膜,随后使用红外光谱进行表征;对薄膜的力学性能、透氧性能、热力学性能、透光性以及亲疏水性进行检测。结果 这种薄膜具有良好的力学性能。随R值的增大,断裂伸长率呈下降趋势,拉伸强度先增大后降低;透光性和阻隔性随R值增大而降低;疏水性随R值增大而增大。结论 证明了用HDI和PBA合成PU的可行性,且R值的变化对PU薄膜性能有很大影响。     

聚碳酸酯型聚氨酯薄膜的制备及性能研究

目的 采用六亚甲基二异氰酸酯（HDI）、聚碳酸酯二元醇（PCDL）和己二醇（HDO）合成一种新型聚氨酯,研究R值（在整个预聚反应中异氰酸酯与羟基的摩尔比）对聚氨酯薄膜（PU膜）性能的影响。方法 采用预聚法将不同R值的原料进行化学合成,然后流延成膜。分析R值对PU膜力学性能、水接触角、透明度和氧气透过性的影响,并通过红外光谱、差示量热扫描分析和热重分析对PU膜进行测试表征。结果 随着R值的增加,PU膜的力学性能和热稳定性变好,水接触角和微相分离程度增大,透明度和氧气透过系数降低。结论 使用以上3种原料合成了一种新型聚氨酯,且随着R值的增加,PU膜的综合性能得到提升。     

低密度阻燃聚氨酯硬质泡沫的制备及性能初探

以聚醚多元醇、异氰酸酯、三乙烯二胺、二甲乙醇胺、二月桂酸二丁基锡、1,1-二氯-1-氟代乙烷(HCFC-141B)、水、硬泡硅油、三(2-氯丙基)磷酸酯等为原料,制备了聚氨酯硬质泡沫。实验考察了发泡剂、异氰酸酯、阻燃剂用量对聚氨酯泡沫性能的影响。结果表明,每100 g聚醚中加入1.25 g水、33.54 g HCFC-141B和155.01 g异氰酸酯时,产品的力学性能和尺寸稳定性较好。当阻燃剂用量为22.59 g时,材料的燃烧性能得到改善。实验初步确定了发泡的较优配方,得到了性能较好的聚氨酯硬质泡沫。扫描电镜(SEM)测试表明泡孔呈近似球形、各向同性的闭孔结构,孔径分布较均匀。     

聚氨酯/ZnO纳米复合材料的制备和性能

采用原位聚合法制备了聚氨酯(PU)/ZnO纳米复合材料。DSC和FT-IR测试结果表明,PU/ZnO纳米复合材料中的氨酯羰基氢键化程度和硬段的有序化程度较纯PU低,而且PU/ZnO纳米复合材料中PU软硬段间有更好的相混合程度;TEM照片显示,ZnO以纳米尺寸较均匀地分散在PU体系中,且纳米ZnO粒子与PU基体有较强的界面作用;力学性能测试结果表明,少量纳米ZnO粒子的加入,对PU有很好的增强和增韧效果。     

可膨胀石墨阻燃半硬泡聚氨酯材料的性能

聚氨酯半硬质泡沫(SPUF)性能优异,应用广泛,但它属于易燃材料,且燃烧时极易产生烟毒,进而会对环境造成不利的影响。文中选用可膨胀石墨(EG)以及硅烷偶联剂KH791改性EG对全水发泡聚氨酯半硬泡进行阻燃,利用热重分析和残炭形貌对聚氨酯泡沫的热降解行为进行了研究,对比了EG改性前后对全水发泡聚氨酯半硬泡阻燃性能、热稳定性、力学性能和泡孔形貌的影响。结果表明,当EG的质量分数为20%时制得的可膨胀石墨阻燃聚氨酯泡沫氧指数可达29.4%,达到了UL94HB防火测试中HF-1级水平测试的要求;KH791改性EG后,阻燃效果略微降低,但是改性EG对于泡沫的泡孔形貌影响较小,能够提高全水发泡聚氨酯半硬泡的密度和压缩强度。     

UV固化的水性含氟聚氨酯的制备与表征

合成了一种含短氟碳链的扩链剂(HFIP-IPDI-TMP),并将其应用于水性光固化体系,制备了UV固化水性含氟聚氨酯(UV-WFPU)乳液。利用红外光谱和核磁共振氢谱对HFIP-IPDI-TMP的结构进行了表征,研究了氟含量对UV-WFPU乳液粒径、乳液的力学稳定性及乳胶膜的动态力学性能、水接触角、表面形貌和力学性能的影响。结果表明,HFIP-IPDI-TMP的引入有效提高了UV-WFPU膜的疏水性和拉伸强度,氟元素的引入提高了UV-WFPU膜表面的粗糙程度。随着HFIP-IPDI-TMP用量的提高,乳液粒径、玻璃化转变温度和tanδ_max逐渐增大,断裂伸长率下降。当有机氟含氟量为3.5%时,UV-WFPU3的疏水性能最佳,胶膜的水接触角为96°,此时的乳液粒径为52.3 nm,固化物的拉伸强度为12.31 MPa,断裂伸长率为213%。     

具有自分层效应的环保型含氟环氧自分层涂层的制备与性能

采用具有优异拒水拒油表面性能的环保型"伞形"结构短氟碳链含氟聚合物与在极性基材上附着力强的环氧树脂共混,通过自分层技术,获得能一次涂装成型的梯度含氟涂层。采用接触角测试、X射线光电子能谱和能谱详细研究了自分层形成的梯度结构及分层机理;考察了溶剂选择、基材、树脂配比、分层时间和固化温度等因素对涂膜分层和涂膜性能的影响。研究表明,当静置分层时间为3 h,固化温度为80℃,基材为极性基材(马口铁和玻璃板)时,该环保型自分层涂层既具有含氟聚合物的优良表面性能,又兼具环氧树脂的优异附着力。此方法为涂层材料既保持强附着力又实现表面优异的拒水拒油功能,提供了一条新的思路和途径。     

水性聚氨酯丙烯酸酯乳液的制备及性能

目的制备丙烯酸酯改性水性聚氨酯乳液,研究内交联剂对其性能的影响。方法以聚氨酯为种子乳液,以三羟甲基丙烷单烯丙基醚(TMPME)为扩链剂和内交联剂,以甲基丙烯酸甲酯(MMA)及丙烯酸酯丁酯(BA)为丙烯酸酯单体,制备丙烯酸酯改性的水性聚氨酯(WPUA),研究TMPME用量对WPUA及其胶膜性能的影响。结果当TMPME质量分数为3%时,乳胶膜的吸水率可降至7%;对乳胶膜进行热处理可进一步提高膜的耐水性;当TMPME质量分数为2%时,乳胶膜的拉伸强度可提高至8.7MPa,断裂伸长率升高至620%,综合性能最佳。结论引入一定量的TMPME,可以提高WPUA中分子的交联度和膜的致密性,从而显著改善乳胶膜的耐水性和力学性能。