防水用聚脲绝缘涂料的制备及性能研究

以六亚甲基二异氰酸酯(HDI)三聚体、改性端氨基聚醚(D2000)及二甲硫基甲苯二胺(E300)等扩链剂为原料,通过调整改性D2000和扩链剂的物质的量比制备了聚脲防水涂膜。通过FT-IR表征了端氨基聚醚的改性机理和聚脲涂膜的分子结构;通过对比涂膜在50℃水中浸渍前、后及干燥后的体积电阻率的变化发现,聚脲涂膜具有优良的耐水、隔水能力;通过击穿电压、硬度和拉伸强度测试发现,聚脲涂膜的绝缘性能和机械强度随着硬段含量的增加而提高,同时以E300作为扩链剂制备的聚脲具有较好的综合性能;结合断裂伸长率测试发现,当E300在R组分中的摩尔分数为86%时,涂膜具有较好的延展性,其断裂伸长率为28.72%,此时,涂膜的体积电阻率为8.2×1010Ω·m,击穿场强为96.73kV/mm,邵氏硬度为52。     

水性光固化聚脲的制备与性能研究

优化马来酸二乙酯改性己二胺反应条件，并与异氰酸酯丙烯酸乙酯(AOI)反应，制备了含端双键的一元胺，采用异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚醚胺(PEA,数均分子量M_n约2000)、改性己二胺、二乙基甲苯二胺(DETDA)、乙二胺基乙磺酸钠盐(AAS盐)为主要原料，制备了一系列水性光固化聚脲。采用红外光谱(FT-IR)、核磁氢谱(¹H-NMR)对合成树脂的结构进行了表征探究，采用纳米粒径分析仪、紫外分光光度计、光学接触角测量仪、热重分析仪等手段对乳液和涂膜进行一系列测试表征。结果表明：制备了水性光固化聚脲树脂，其中脂肪族聚脲树脂体系的乳液以及热稳定性更好，芳香族聚脲树脂体系的基本性能更好。     

改性二胺扩链剂对合成聚脲性质的影响

为解决聚脲反应高活性方面存在的问题,对二胺扩链剂进行了改性。以己二胺为原料,在冰乙酸和磷酸条件下一步合成得到白色针状晶体产品即新型位阻型扩链剂二乙酰己二胺。并用红外光谱、凯氏定氮法和1H-NMR对其结构进行了表征,确定了合成产物的化学结构。将它和端氨基聚醚和4,4’-二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)通过二步溶液法合成新型聚脲,考察二胺扩链剂改性对聚脲性能的影响。当用二乙酰己二胺代替己二胺合成聚脲时,其凝胶时间由原来的11s增加到52s,且拉伸强度大大提高。     

聚氨酯柔性电子封装胶的研制

以聚醚多元醇、聚丙二醇(PPG)和2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI)为原料,通过添加催化剂二月桂酸二丁基锡和扩链剂1,4-丁二醇制备了固化快、强度适中、延展性良好的聚氨酯电子封装胶。利用傅里叶变换红外光谱仪、热重分析仪分析了聚氨酯电子封装胶的结构和热稳定性能,考察了TDI与PPG摩尔比、聚醚多元醇与聚氨酯预聚体质量比、催化剂、扩链剂及其用量对聚氨酯电子封装胶力学性能及固化速率的影响。结果表明:在PPG相对分子质量为1000、n(TDI)∶n(PPG)=2∶1、m(聚醚多元醇)∶m(聚氨酯预聚体)=0.6、扩链剂1,4-丁二醇用量为3%时,聚氨酯电子封装胶的拉伸强度达到5.8MPa,断裂伸长率大于900%;催化剂二月桂酸二丁基锡用量为0.3%,固化时间小于40min时,聚氨酯电子封装胶耐热性能良好。     

聚醚胺固化环氧有机硅杂化涂层的制备及防腐蚀性能研究

使用3种不同结构的聚醚胺(Jeffamine D230,D400,T403)分别固化环氧有机硅杂化树脂制备出有机-无机杂化涂层,并与3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)固化的杂化涂层在机械性能、附着力和防腐蚀性能上进行了比较。研究结果表明,与APTES相比,聚醚胺可以提高杂化涂层的耐冲击高度1倍以上;聚醚胺D230和T403没有降低杂化涂层的硬度,而D400降低了杂化涂层的硬度;聚醚胺可以明显提高杂化涂层的初始附着力,同时大幅改善了涂层在老化过程中的"湿附着力"。采用盐雾实验和交流阻抗测试研究了杂化涂层的耐腐蚀性能,结果表明聚醚胺固化剂明显改善了APTES固化杂化涂层的易开裂性,并提高了杂化涂层的耐腐蚀性能。     

喷涂聚脲用羟氨基聚醚的制备及性能研究

通过聚丙二醇二缩水甘油醚和脂肪胺制备羟氨基聚醚,并利用FTIR对羟氨基聚醚的结构进行表征,结果显示有明显的氨基特征峰。用羟氨基聚醚合成了聚脲弹性体,利用DSC和TGA考察了产物的性能,并测试了产物的各项物理机械性能,结果表明羟氨基聚醚能有效降低聚脲的反应速率,制备的聚脲软硬段相混合程度较好,并且具有较好的力学性能。     

聚醚酯聚氨酯丙烯酸酯的合成及表征

以聚乙二醇(PEG,Mw1000)引发ε-己内酯(ε-CL)开环制得聚醚酯嵌段共聚物二醇(PCEC)软段,与二异氰酸酯(异佛尔酮二异氰酸酯和六亚甲基二异氰酸酯)和甲基丙烯酸羟乙酯反应,然后固化制得聚醚酯聚氨酯丙烯酸酯材料(PUA)。对PUA进行组成和结构的表征。结果表明,增加PCL链段能提高PUA材料的结晶度,但降低了吸水率和降解速率。PUA材料的酶解速率大于水解速率。PCEC2000-HDI材料具有优异的亲水性和降解性能,72h吸水率高达65.24%,在11周内就能在酶溶液中完全降解。该类PUA材料具有应用于组织工程材料的潜力。     

聚甲基乙撑碳酸酯产品中聚醚多元醇的提取及用于聚氨酯的合成

探讨了聚甲基乙撑碳酸酯(PPC)中副产物聚醚的提取方法,对其结构进行了红外光谱(FT-IR),核磁共振谱(1H-NMR)和凝胶渗透色谱(GPC)的表征,并进行了用其合成聚氨酯(PU)的应用研究。通过拉伸测试、邵氏硬度测试和热重分析(TG)考察了不同硬段比例、-NCO与-OH比例对所合成的PU的力学性能及热性能的影响。结果表明,当NCO∶OH略大于1时,随着硬段含量的增加,合成的聚氨酯的力学性能和邵氏硬度随之增加,T-5%、软硬段分解温度及玻璃化转变温度(Tg)无较大变化;当-NCO∶-OH值较低时,聚氨酯的力学性能、硬度及热性能均有降低的趋势。     

聚醚扩链脲增韧环氧树脂/双氰双胺固化体系

以聚醚PPGl000、异氰酸酯、二胺为原料，合成了聚醚扩链脲(EU)，系统考察了EU改性的环氧树脂E一51／双氰双胺(dicy)固化体系的固化反应活性、动态力学行为、冲击性能和断裂面形态结构。并对体系的冲击性能、形态结构与动态力学行为之间的关系进行了探讨。结果表明，改性体系固化反应活性明显提高，固化反应表现活化能降低，固化反应峰顶温度从190℃降低至140℃，固化反应的表现活化能由145．5kJ／mol降至73．6kJ／mol；改性体系冲击强度明显提高，较未改性的E-51／dicy体系提高了9倍，较小分子取代脲改性的E-51／dicy体系提高了7倍；其冲击试样断裂面的形态具有明显的韧性断裂特征。     

八氨苯基低聚硅倍半氧烷改性环氧树脂的力学和阻燃性能

八氨苯基低聚硅倍半氧烷(OAPS)用于改性环氧树脂,以提高固化树脂的玻璃化转变温度(T_g)、力学性能和阻燃性。用差示扫描量热法(DSC)研究了固化动力学,结果表明,OAPS具有与固化剂异佛尔酮二胺相似的固化行为。DSC和傅里叶变换红外光谱测试表明,OAPS通过化学键交联到了网络结构中,从而改善环氧树脂复合材料的性能。通过对复合材料的力学性能分析发现,其拉伸强度提升了104%。动态力学热分析表明,复合材料的T_g提高。热重分析显示,OAPS提升了复合材料的热稳定性。锥形量热分析表明,复合材料的热释放速率峰值下降,点火时间明显延长。垂直燃烧(UL-94)测试证明,熔融滴落现象显著改善。因此,OAPS能够改善环氧树脂的力学性能、热稳定性和阻燃性。     

硫脲／二氰二胺／环氧树脂潜伏固化体系

通过测定固化过程的凝胶化时间及红外光谱图,考察了硫脲及其衍生物对二氰二胺/环氧树脂体系的固化促进作用;讨论了硫脲及其衍生物/二氰二胺/环氧树脂体系的组成配比对固化特性、室温贮存性能和固化后粘合剪切强度的影响。     

PDMS/聚酰亚胺中空纳米微球/PEI混合基质复合膜的制备及气体分离性能研究

以均苯四甲酰氯(BTAC)和4,4-(9-亚芴基)-二胺(FDA)为油相和水相单体,在微乳液体系中通过界面聚合法制备了聚酰亚胺中空纳米微球.然后配制微球和聚二甲基硅氧烷的正己烷混合液作为涂层液,采用浸渍涂覆法制备聚二甲基硅氧烷/聚酰亚胺中空纳米微球/聚醚酰亚胺复合膜,并对O_2、N_2的渗透速率和O_2/N_2分离性能进行了测试.系统考察了聚合物浓度、预交联时间、浸渍时间、提拉速度及固化温度对复合膜气体渗透性能的影响.结果表明,当硅橡胶质量分数为3%、预交联时间为3 h、浸渍时间为120 s、提拉速度为0.5 m/min、固化温度为80℃时,制备的复合膜性能较佳.测试条件为0.2 MPa、25℃时,具有无缺陷皮层复合膜的O_2渗透速率高达1 676 GPU,O_2/N_2分离因子为2.2.     

HTPB/PTMEG/DADMT聚氨酯弹性体的动态性能

以端羟基聚丁二烯(HTPB)、聚四氢呋喃醚二醇(PTMEG)和2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI-100)为原料,二甲硫基甲苯二胺(DADMT)为扩链剂,制得聚氨酯弹性体(PUE)。采用力学性能测试、差示扫描量热(DSC)、动态力学分析(DMA)及热重分析(TG)研究了HTPB/PTMEG比值、HTPB相对分子质量对PUE性能的影响。结果表明,HTPB(羟值0.836mmol/g)/PTMEG质量比为1∶4时,PUE力学性能最佳,拉伸强度30.3MPa,撕裂强度99.8kN/m;PU0(0.8)的tanδ峰位于-56.2℃,0℃以后,tanδ值低于0.08,说明丁羟型PUE比PTMEG型具有更好的动态性能,且HTPB分子量高,动态性能好;丁羟型PUE具有更高的热稳定性。     

有机硅改性喷涂聚脲的性能研究

通过甲苯-2,4-二异氰酸酯(TDI)与羟基硅油反应制备端NCO含硅预聚体,并与经过TDI、己二异氰酸酯(HDI)和聚醚多元醇合成的端NCO预聚体进行共混,得到喷涂聚脲的A组分,再与含聚醚胺的B组分反应制备出有机硅改性喷涂聚脲.对产物结构进行红外光谱表征,并对有机硅改性喷涂聚脲的力学性能、耐水性、接触角和热性能进行了测定.结果表明有机硅改性喷涂聚脲具有良好的的力学性能和热稳定性,防水性能和耐沾污性均得到提高,其中4％质量分数的有机硅改性喷涂聚脲综合性能最佳,吸水率为1.86％,水接触角为103.38°,达到了疏水材料的标准.     

新型聚天门冬氨酸酯合成脂肪族聚脲涂层

通过端氨基聚醚(T403)和马来酸二乙酯的Michael加成反应,合成了新型聚天门冬氨酸酯(PAE-F)。将PAE-F与六亚甲基二异氰酸酯(HDI)三聚体常温聚合,制备了新型聚天门冬氨酸酯(PAEs)聚脲涂层。采用FT-IR和元素分析表征了PAE-F。并用FT-IR和WAXD考察了PAE-F聚脲涂层的形态结构、反应活性和力学性能。与现有的几种PAEs相比,PAE-F与异氰酸酯组份的反应活性更低,凝胶时间为55 min~60 min。结构形态研究表明,PAE-F聚脲呈现非晶形态;氨基氢键化程度高,脲羰基总氢键化程度为57.2%,其中完善氢键化程度为63.1%。这种纯硬段聚脲涂层的强度和硬度高,具有一定的弹性。     

ODA二胺单体双酮酐型聚酰亚胺的合成与性能EI北大核心CSCD

以4,4'-对苯二甲酰二邻苯二甲酸酐(TDPA)为二酐单体,4,4'-二氨基二苯醚(4,4'-ODA)和3,4'-二氨基二苯醚(3,4'-ODA)为二胺单体,采用两步法低温溶液缩聚分别合成了2种聚酰亚胺(PI)。采用红外光谱、X射线衍射、差示扫描量热分析、热重分析、拉伸强度测试等对聚合物的结构与性能进行了表征。研究结果表明,制得的聚酰亚胺均具有良好的成膜性,PI(4,4'-ODA)膜的拉伸强度达到262 MPa,玻璃化转变温度(Tg)为297℃; PI(3,4'-ODA)膜的拉伸强度为149 MPa,Tg为261℃。热分解温度都在520℃以上,具有优良的耐热性能及力学性能。     

二聚酸二缩水甘油酯及其改性胺环氧固化剂的制备

研究了二聚酸二缩水甘油酯及其改性胺环氧固化剂的制备工艺,制得具有增韧作用的环氧树脂固化剂。采用羧酸-环氧氯丙烷(ECH)酯化、闭环二步法合成二聚酸二缩水甘油酯,其最佳合成工艺条件为:催化剂为四丁基溴化铵且用量为二聚酸(DA)质量的2%,酯化反应温度为90℃,DA∶ECH(摩尔比,下同)=1∶10,环化反应温度为55℃,NaOH质量分数为30%,DA∶NaOH=1∶4。将制得的缩水甘油酯与异佛尔酮二胺进行胺化反应得到改性胺固化剂,其与环氧树脂618固化产物的冲击强度为29.6kJ/m~2,体现出优异的增韧效果。     

功能化离子液体的合成及对环氧树脂的改性

首先采用阳离子开环聚合法合成端羟基聚环氧氯丙烷(PECH),然后将其与N-乙基咪唑反应,制备咪唑型聚醚离子液体(PIIL),并用红外和核磁谱图对其结构进行表征。再将咪唑型聚醚离子液体与通用型环氧树脂(EP)进行共混,在苯胺固化剂作用下固化成型。用凝胶渗透色谱测定了PECH的相对分子质量及其分布,用红外光谱和差示扫描量热仪对离子液体与环氧树脂复合产物(PIIL/EP)进行了结构表征及热性能测试,研究了PECH相对分子质量及聚醚离子液体的含量对EP冲击强度的影响。结果表明,合成的咪唑型聚醚离子液体是目标产物,当PECH相对分子质量为1000左右时,冲击强度较好。随着PIIL含量的增加,改性后的EP冲击强度大幅度提高,当PIIL用量为EP的50%时,冲击强度高达14.86kJ/m2,固化后的EP明显具有橡胶的弹性。     

ODA二胺单体双酮酐型聚酰亚胺的合成与性能

以4,4'-对苯二甲酰二邻苯二甲酸酐(TDPA)为二酐单体,4,4'-二氨基二苯醚(4,4'-ODA)和3,4'-二氨基二苯醚(3,4'-ODA)为二胺单体,采用两步法低温溶液缩聚分别合成了2种聚酰亚胺(PI)。采用红外光谱、X射线衍射、差示扫描量热分析、热重分析、拉伸强度测试等对聚合物的结构与性能进行了表征。研究结果表明,制得的聚酰亚胺均具有良好的成膜性,PI(4,4'-ODA)膜的拉伸强度达到262 MPa,玻璃化转变温度(Tg)为297℃; PI(3,4'-ODA)膜的拉伸强度为149 MPa,Tg为261℃。热分解温度都在520℃以上,具有优良的耐热性能及力学性能。     

聚脲-聚酰亚胺嵌段共聚物的制备及表征

以4,4′-二氨基二苯醚(ODA)、4,4′-二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)、3,3′,4,4′-联苯四甲酸二酐(BPDA)为原料,首先合成端氨基聚酰胺酸和端异氰酸酯基聚脲,然后将2个均聚物偶联,制备3种聚脲链段含量不同的聚脲-聚酰亚胺嵌段共聚物。通过红外分析、X射线衍射、热重分析、差示扫描量热分析和热膨胀系数测试对嵌段共聚物的结构和性能进行了表征。结果表明,聚脲-聚酰亚胺嵌段共聚物具有较好的热稳定性,失重5%的温度T_(5%)在330℃以上;热失重曲线出现2个失重台阶;聚脲链段含量的增加,使玻璃化转变温度升高,热膨胀系数降低;聚脲-聚酰亚胺嵌段共聚物在酸性介质中比在碱性介质中更稳定。