MDI型水性聚氨酯结构及性能的研究

以4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、聚醚二元醇和二羟甲基丙酸(DMPA)等为主要原料,合成了稳定的水性聚氨酯(WPU)乳液。通过FT-IR分析、粒度分析、拉伸试验、差示扫描量热仪(DSC)分析、热重分析(TGA)和吸水率等测试,对所制备的水性聚氨酯进行了力学性能、耐热性能及耐水性能的研究,考察了不同类型的聚醚二醇、扩链剂和交联剂等对水性聚氨酯性能的影响。结果表明:以MDI、1,4-丁二醇(1,4-BDO)、DMPA(4.0%)等作为硬段和N220作为软段合成的WPU,乳液稳定性好,胶膜吸水率低,断裂伸长率大,手感柔软、不粘且丰满;用PTMEG作为软段制备的WPU的氢键化程度、结晶度和耐热性较好。     

聚醚型聚氨酯的结构及其防水透湿特性

采用2步法聚合工艺,以4,4′-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)为硬单体,聚四氢呋喃二醇1 000(PTMG 1 000)和聚乙二醇1 000(PEG 1 000)为软单体,1,4-丁二醇(BDO)为扩链剂,制备了一系列聚醚嵌段共混型高透湿聚氨酯涂层剂.研究了聚氨酯材料的微相区及化学结构与其防水性、透湿性、亲水性及玻璃化温度Tg间的关系.结果表明:聚氨酯软链段的化学结构、组成以及质量分数及软段相区与硬段相区间的微相分离程度即微相区结构对其防水透湿性能的影响较大;在一定范围内,硬链段的结构对聚氨酯的性能影响并不明显.     

硬段含量对水基聚氨酯性能的影响

以聚四氢呋喃醚二元醇(PTMG)作为软段、以异氟尔酮二异氰酸酯(IPDI)、1,4-丁二醇(1,4-BDO)作为硬段、以2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水扩链剂,合成一系列硬段含量不同的水性聚氨酯,并研究了硬段含量对合成革用水性聚氨酯性能的影响。结果显示:在R(—NCO/—OH)值,DMPA含量不变的情况下,硬段含量在40%时,聚氨酯膜的拉伸强度、断裂伸长率、吸水率、玻璃化转变温度等综合性能优良,适合合成革的制造。     

长梳型水性聚氨酯的合成及其性能研究

以二聚酸聚酯二元醇为软段,异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为硬段,将甘油单油酸酯(GMO)以扩链剂的形式引入聚氨酯链段中,合成一系列含长脂肪侧链的梳型水性聚氨酯。红外光谱测试表征了水性聚氨酯的结构,并探讨GMO含量对水性聚氨酯黏度、粒径、力学性能、DSC、TG、吸水率的影响。结果表明:引入长脂肪侧链可提高聚氨酯耐水性和热稳定性;随着GMO含量的增加,乳液粒径不断增大,固含量不断减小,黏度先增大后减小,而胶膜拉伸强度和断裂伸长率呈先增大后减小的趋势;当GMO含量为1.0%时,胶膜拉伸强度最大,可达32MPa。     

聚氨酯织物防水透湿涂层剂的结构与性能

以4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯（纯MDI）为聚氨酯硬链段，聚己二酸1，4-丁二醇酯二醇2000（PBA2000）、聚乙二醇1000（PEG1000）为其混合软段，1，4-丁二醇（BDO）为扩链剂，制备了一系列聚酯-聚醚嵌段共混型聚氨酯涂层剂。研究了聚氨酯材料的物理和化学结构与其防水性、透湿性、亲水性及其相转变温度珞间的关系。结果表明：聚氨酯软链段的结构、组成和含量及软段相区与硬段相区的微相分离程度和结晶性对其防水透湿性能的影响较大；在一定范围内，硬链段的结构对聚氨酯的性能影响并不明显。     

耐水耐热型水性聚氨酯的制备及性能研究北大核心

以异佛尔酮二异氰酸酯为硬段,聚四氢呋喃醚二醇及蓖麻油(C.O)作为软段,用丙酮法制得一系列水性蓖麻油基聚氨酯乳液(CWPU-1、CWPU-2、CWPU-3、CWPU-4、CWPU-5、CWPU-6,数字表示蓖麻油添加量占总体质量的百分比)。并采用红外光谱、热失重(TG)、X射线(XRD)及原子力显微镜(AFM)分析研究了聚合体系的结构及性能。结果表明:当C.O用量为3%时,胶膜水接触角由未改性的65.5°增加至98.4°,吸水率由未改性的9.0%降低到3.2%,耐水性得到明显改善,胶膜拉伸强度达到12.48MPa;XRD、AFM及TG测试表明:胶膜的结晶度增加,结晶形式发生了微小程度的转变,聚合物存在不均匀的多相结构。TG测试表明,改性后胶膜耐热性得到明显提高。     

耐水耐热型水性聚氨酯的制备及性能研究

以异佛尔酮二异氰酸酯为硬段,聚四氢呋喃醚二醇及蓖麻油(C.O)作为软段,用丙酮法制得一系列水性蓖麻油基聚氨酯乳液(CWPU-1、CWPU-2、CWPU-3、CWPU-4、CWPU-5、CWPU-6,数字表示蓖麻油添加量占总体质量的百分比)。并采用红外光谱、热失重(TG)、X射线(XRD)及原子力显微镜(AFM)分析研究了聚合体系的结构及性能。结果表明:当C.O用量为3%时,胶膜水接触角由未改性的65.5°增加至98.4°,吸水率由未改性的9.0%降低到3.2%,耐水性得到明显改善,胶膜拉伸强度达到12.48MPa;XRD、AFM及TG测试表明:胶膜的结晶度增加,结晶形式发生了微小程度的转变,聚合物存在不均匀的多相结构。TG测试表明,改性后胶膜耐热性得到明显提高。     

环氧改性混合聚醚型水性聚氨酯的合成及性能研究

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚醚多元醇(PPG-220)、聚醚多元醇(PPG-210)、环氧树脂(E-51)、二羟甲基丙酸(DMPA)等为主要原料,合成了一系列环氧树脂改性的水性聚氨酯(WPU)乳液。探讨了环氧树脂加入量和硬段含量对乳液和膜性能的影响。通过傅立叶变换红外光谱(FTIR)、耐化学品及拉伸测试,研究了改性树脂的结构、耐化学品性和力学性能;通过热重(TG)分析研究了聚合物膜的热性能。试验结果表明:一定量的环氧树脂改性可以明显增大聚氨酯的耐水性,且对提高聚氨酯硬段的热稳定性有帮助;随着体系硬段含量的上升,涂膜的吸水率增大,聚合物的耐热性降低。     

蓖麻油改性水性聚氨酯的制备及表征

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚四氢呋喃醚二醇(PTMG,Mn=2 000)、1,4-丁二醇(BDO)和二羟甲基丙酸(DMPA)为基础原料,利用蓖麻油(C.O)作为改性剂,制备蓖麻油改性水性聚氨酯(CWPU)。检测不同用量的C.O对CWPU胶膜疏水性、机械性能的影响。研究表明:当C.O用量为4%时,CWPU胶膜的综合性能较好,胶膜水接触角较大,吸水率较低,拉伸强度较高。采用红外光谱(FT-IR)及X射线衍射(XRD)分别表征了聚合物的结构和胶膜的结晶性能,结果表明CWPU已成功制得,C.O的引入使得CWPU胶膜的结晶性下降。原子力显微镜(AFM)分析表明CWPU胶膜的微相分离程度降低。     

软段结构对无溶剂聚氨酯树脂微相分离的影响

分别以聚己内酯二醇(PCL)、聚碳酸酯二醇(PCDL)、聚四氢呋喃二醇(PTMEG)、聚氧化丙烯二醇(PPG)为软段,改性二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)和1,4-丁二醇(BDO)为硬段,采用双组份预聚物原位共混聚合法制备了4种无溶剂聚氨酯(SFPU)树脂膜。通过傅里叶红外、X射线衍射、差示扫描量热、拉伸试验、动态力学性能分析等方法,考察了软段结构对SFPU膜微相分离及其结晶性、热性能和机械性能的影响。结果表明：弱极性软段且无侧基的PTMEG-SFPU具有高的微相分离程度、结晶性和热稳定性,并且其玻璃化温度低至-58.6℃,断裂伸长率高达371.1%;强极性软段的PCDL-SFPU具有低的微相分离程度,软硬段相容性好,玻璃化温度较高,拉伸强度达到32.7 MPa,模量达23.3 MPa。     

聚氨酯水性光油的制备

以聚酯、聚醚多元醇为软段,异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、1,4-环己烷二甲醇(CHDM)为硬段,二羟甲基丁酸(DMBA)为亲水扩链剂,异佛尔酮二胺(IPDA)为后扩链剂,三羟甲基丙烷(TMP)为交联剂,制备了一系列不同组成的聚氨酯水性光油。通过对力学性能、光泽度、光泽度保持率、耐水性及成革低温抗屈挠测试的分析,研究了软段类型、后扩链剂用量对产品综合性能的影响。结果表明:将分子结构规整、易结晶的软段按一定比例配合,并加入树脂总量2%~3%的IPDA后扩链,制备的聚氨酯水性光油,具有较满意的综合性能。涂饰上光后的皮革,皮面光亮、清透,-20℃低温屈挠40000次不开裂。     

水基聚氨酯构效关系研究(Ⅵ)——表面张力调节

采用单一变量法,控制R(—NCO/—OH)值、亲水基含量不变,使用不同的二异氰酸酯、二元醇、小分子扩链剂、交联剂作为原料合成水性聚氨酯,并探讨以上因素对水性聚氨酯表面张力的影响。结果表明:脂肪族异氰酸酯在降低乳液表面张力方面要远优于芳香族类异氰酸酯,结构越规整的异氰酸酯合成的乳液表面张力越高;聚醚型二元醇合成的聚氨酯乳液相比聚酯型二元醇基聚氨酯拥有更低的表面张力,带支链型聚醚或聚酯二元醇比直链型聚醚或聚酯二元醇合成的水基聚氨酯具有更低的表面张力;扩链剂、交联剂及硬段含量也对水性聚氨酯乳液的表面张力有着较大影响,极性组分的增加均会提高乳液的表面张力。     

聚氨酯吸墨涂层构成与着色性能关系研究

水性聚氨酯(PU)乳液干燥后,表面膜层连续致密,对油墨的吸收能力差,影响油墨的干燥和色彩还原。为了提高PU膜层对油墨的吸收,通过加入纳米氧化铝粉体砂磨,得到了浆料,在支持体上涂布得到了PU吸墨涂层。研究了不同纳米粉体含量对涂层透光率及色块实地密度的影响,不同软、硬段PU对图像分辨率和耐水性的影响。实验发现,涂层的透光率随着纳米粉体的增加而降低;用硬段PU得到的涂层,墨滴扩散小,图像的分辨率比软段PU的高,而且硬段涂层上油墨的实地密度较高。同时,印刷色块在硬段PU的涂层上有更好的耐水性能。     

水性聚氨酯成膜剂合成工艺优化的探讨

运用正交试验法研究水性聚氨酯成膜剂的最佳制备工艺.以吸水率、力学性能为主要技术指标考察多元醇种类、NCO/OH值、DMPA用量、硬段比例和乙二胺用量对水性聚氨酯成膜剂的性能影响.实验结果表明:选择聚碳酸酯二醇(PCDL)为软段材料,DMPA用量为4%,NCO/OH值为1.4,硬段比例为45%、乙二胺用量为0.5%为最佳...     

氧化石墨烯改性水性聚氨酯胶粘剂的性能研究

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、1,6-乙二异氰酸酯(HDI)和聚丙二醇(PPG)等为基本原料,氧化石墨烯作为改性材料,通过丙酮法制备出了一种高物性鞋用聚氨酯胶粘剂。以初粘性、剥离强度、耐水解性、耐热老化性为衡量指标,比较了不同氧化石墨烯用量改性聚氨酯的粘合效果。结果表明:氧化石墨烯改性聚氨酯胶粘剂,可以制备高物性的胶粘材料,当氧化石墨烯用量为0.06%时,初粘力为3.78 N/mm,剥离强度为7.57 N/mm,且拥有较好的耐水解性和耐热老化性能。     

芳香族水性聚氨酯的合成与微相分离研究

采用甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚氧化丙烯二元醇(PPG)和二羟甲基丙酸(DMPA)为主要原料,经预聚、扩链、乳化3个主要步骤,制取了芳香族的水性聚氨酯(WPU)皮革涂饰剂。通过对合成工艺的研究,确定了最佳的工艺条件。研究了水性聚氨酯乳液的外观和流变性的影响因素。通过DSC法研究了不同软段含量的聚氨酯材料,在微相分离程度的差异,表明提高软段比例,可以制备低温使用性能更加优异的耐寒的聚氨酯材料。     

基于水性聚氨酯涂层的微球发泡技术

以聚醚二元醇、异氟尔酮二异氰酸酯(IPDI)、1,4-丁二醇(1,4-BDO)、2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)等作为主要原料,合成硬段含量适中的水性聚氨酯。在其中加入微球发泡剂、有机硅流平剂、有机硅消泡剂等获得了适合合成革发泡用浆料。研究了不同发泡剂对发泡后合成革的微观结构、发泡倍率、密度、透气性、透水汽性、比表面积等因素的影响。结果表明:微球发泡剂与水性聚氨酯树脂的相容性良好,发泡后合成革的发泡倍率增大约2-5倍,比表面积增大,泡孔均匀、细密。透气渗透系数约为未发泡革的22.6倍。     

不同软段水性聚氨酯性能探究

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、5种相同分子质量不同结构的大分子二元醇为主要原料,合成了一系列水性聚氨酯乳液(APU)。通过热重分析(TGA)、差示扫描量热分析(DSC)、耐水性及耐碱性测试,研究不同结构软段水性聚氨酯胶膜的耐热性、耐水性及耐碱性。试验结果表明:聚醚型水性聚氨酯胶膜耐水及耐碱性能较好,聚环氧丙烷二醇(N220)基水性聚氨酯的耐低温性较好,而聚酯型水性聚氨酯的耐低温性能则相对较弱;各不同结构软段水性聚氨酯相比较,以聚四氢呋喃醚二醇(PTMG)、聚碳酸酯(PC)基水性聚氨酯胶膜耐热性及耐水性能较佳。     

聚硅氧烷与聚氨酯分子间纠缠对织物风格影响

由于氨基硅油与一般亲水性树脂的复配物在织物表面的干燥过程中存在严重的相分离,难以利用该复配物改善纺织品的亲水性与风格。采用多羟基聚醚、端羟烃基聚硅氧烷、异氟尔酮二异氰酸酯制备非线性有机硅水性聚氨酯,并用于氨基硅油的复配改性。通过SEM、EDS、TG以及DSC对复配物与其整理后的织物进行分析。结果表明,非线性有机硅聚氨酯可以有效与氨基硅油形成分子间纠缠,显著降低两者的微相分离。织物亲水性达到97.9 s,折皱回复角提升到62.0°,表现出新颖的高弹柔软风格特点。     

聚碳酸酯型水性聚氨酯的研究

以聚碳酸酯二醇（PCDL）和4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）为主要原料合成水性聚碳酸醑型聚氨酯树脂（PCU）。研究了软段分子量、软段用量对PCU力学性能和微观相分离结构的影响。结果表明,随着软段用量的增加,PCU的断裂强度迅速下降,断裂伸长率也有所下降。但相同软段用量,随着分子量的增加,断裂强度非但没有下降,反而有所上升;断裂伸长率略有下降。同时聚碳酸酯二醇可以明显提高聚氨酯的耐黄变性。