碳纳米管表面修饰/有机氟改性聚氨酯-丙烯酸酯的制备与性能

以多巴胺(DOA)在弱碱性体系下氧化自聚反应和γ-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)水解缩合反应协同修饰碳纳米管(CNTs)，获得了A-DOA/CNTs材料；再以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚碳酸酯多元醇(PCDL)、二羟甲基丁酸(DMBA)、季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)合成了双键半封端的聚氨酯预聚体，利用体系中剩余的异氰酸酯基与修饰后CNTs表面活性基团发生共价缩聚并交联，最终与有机氟等乙烯基类单体进行乳液共聚反应，制备出A-DOA/CNTs改性FPUA复合乳液。经检测得出结论如下：当A-DOA/CNTs用量为0.75%时，有机氟单体用量为12%时，A-DOA/CNTs/FPUA复合胶膜在热失重为10%时，热分解温度为329℃，相比PUA胶膜热分解温度为292℃时提高了37℃，此时，复合胶膜在-55℃时的动态储能模量E′为最大值，玻璃化温度Tg为83℃，显著改善了胶膜的热稳定性，此时，A-DOA/CNTs/FPUA胶膜的吸水率为5.2%，水接触角为103.1?，其拉伸强度为23.3MPa，断裂伸长率为352%，综合性能为最佳。     

聚氨酯-丙烯酸酯/ 纳米SiO2核壳型乳液的合成及表征

采用溶胶-凝胶法制备纳米SiO2(SiO2)溶胶粒子,经γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH-570)改性后,与双键封端的聚氨酯及丙烯酸酯单体进行原位共聚,制备具有核壳结构的聚氨酯-丙烯酸酯/SiO2复合乳液(SPUA)。采用透射电镜(TEM)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)对乳胶粒的形态、共聚物组成进行表征,以接触角测定仪、拉力机、扫描电镜(SEM)和热重分析仪分别对SPUA胶膜的对水接触角、力学性能、表面形貌和热性能进行了测试。结果表明,随着改性纳米SiO2质量分数的增加,胶膜的力学性能和热稳定性均明显改善,当改性纳米SiO2质量分数为8.0%时,胶膜的最大热失重速率对应温度为413℃,吸水率4.1%,接触角71.5°,拉伸强度17.7 MPa,摆杆硬度达到93%。     

原位聚合制备纳米SiO2-全氟烷基丙烯酸酯改性丙烯酸酯乳液及性能研究

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、甲基丙烯酸六氟丁酯(HFMA)、β-巯基乙醇(β-ME)、2-烯丙基醚-3-羟基丙烷-1-磺酸钠(UC-1)为原料合成聚合型乳化剂,进而以硅酸乙酯(TEOS)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、甲基丙烯酸环己酯(CHMA)、丙烯酸丁酯(BA)、2-(全氟辛基)乙基甲基丙烯酸酯(HDFDMA)为主要单体,过硫酸钾(KPS)为引发剂,通过乳液原位聚合法和半滴定法合成纳米SiO₂-含氟丙烯酸酯复合乳液。采用FT-IR、SEM、TG、水接触角仪等测试仪器对胶膜的结构、热稳定性和耐水性进行表征。结果表明:当乳化剂用量为5.5%,含氟单体用量为12%及纳米SiO₂用量为2.2%时,胶膜的综合性能最佳,此时胶膜水接触角为122.3°,吸水率为3.9%,其热失质量5%时的分解温度为302 ℃,与纯丙烯酸酯胶膜相比,表现出优异的疏水性和热稳定性。     

基于NaOH中和剂制备羧酸型水性聚氨酯及其性能分析

以二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水扩链剂，与异佛尔酮二异氰酸酯、聚己二酸-1,4-丁二醇酯二醇等反应合成聚氨酯预聚体，以NaOH为中和剂，制备了一系列羧酸型水性聚氨酯(WPU)。通过观察乳液外观，测试乳液的粒径和离心稳定性及胶膜的傅里叶变换红外光谱(FTIR)、力学性能、水接触角和吸水率，探究了DMPA含量对基于NaOH中和剂的水性聚氨酯性能的影响。结果表明，采用NaOH作为中和剂制备稳定的WPU乳液，并且，随着预聚体中亲水基团含量的增加，乳液的平均粒径和胶膜的水接触角逐渐减小，水性聚氨酯膜的拉伸强度逐渐增大，当亲水基团含量为1.1%时，WPU乳液粒径为43.95 nm,胶膜拉伸强度为51.85 MPa。     

功能化石墨烯改性无胺型水性聚氨酯的制备

以聚己内酯二元醇(PCL)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)为主要原料,合成水性聚氨酯-丙烯酸酯乳液(WPUA)预聚体。将偶联改性的纳米SiO_2与氧化石墨烯进行接枝后,与聚氨酯-丙烯酸酯乳液预聚体进行原位聚合,用自乳化法制备了经功能化石墨烯改性的无胺型水性聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液(SiO_2-NH_2-GO/WPUA),对功能化石墨烯的用量进行讨论,并对其复合乳液、胶膜结构及性能进行测试。与水性聚氨酯-丙烯酸酯(WPUA)相比,SiO_2-NH_2-GO/WPUA具有更好的耐温性及胶膜性能,当氧化石墨烯接枝SiO_2(SiO_2-NH_2-GO)质量分数为0.75%时,复合乳液胶膜较未改性乳液胶膜相比,热分解温度提高14.51℃;拉伸强度提高到81.28 MPa;该复合乳液配制的胶黏剂在铝箔/PVC薄膜的T-剥离强度达到15.4 N;易氧化物含量指标符合药品包装容器标准,表明该水性聚氨酯胶黏剂适用于医药包装。     

自交联水性聚氨酯-含氟丙烯酸酯乳液的制备及研究

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚碳酸酯二醇(PCDL)、二羟甲基丁酸(DMBA)、1,4-丁二醇(BDO)、甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)为原料合成了双键封端的聚氨酯预聚体;以N-羟乙基丙烯酰胺(HEAA)作交联剂,配合甲基丙烯酸六氟丁酯(HFBMA)等单体进行乳液共聚,制备了自交联水性聚氨酯-含氟丙烯酸酯(FPUA)乳液。研究了HFBMA和HEAA用量对膜耐水性、热性能以及力学性能的影响。结果表明:PUA乳液的耐水性和疏水性随HFBMA用量的增加而增加;随着HEAA用量增加,胶膜的热稳定性增加,拉伸强度增加,伸长率下降;当胶膜中HFBMA质量分数为12%,且HEAA质量分数为2.6%时,乳液的粒径为128 nm,乳液的稳定性较好;胶膜的水接触角为107.6°,吸水率为4.5%,拉伸强度为25.6 MPa,断裂伸长率为268%,10%热失重温度299.6℃。     

聚硅氧烷改性水性聚氨酯的合成及其表面性能

以聚氧化丙烯二醇(PPG)、双羟基亲水性聚硅氧烷多元醇(UC3667)为软段,异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、1,4-丁二醇(BDO)、二羟甲基丙酸(DMPA)、乙二胺(EDA)为硬段,制备了一系列聚硅氧烷改性水性聚氨酯(WPUs)。用DLS和FTIR表征了水性聚氨酯乳液粒径和膜结构。通过热重分析、拉伸测试、接触角测试、XPS对水性聚氨酯胶膜的性能进了测定。结果表明:随着聚硅氧烷加入量的增多,水性聚氨酯膜拉伸强度先增大后减小;且聚硅氧烷的加入提高了水性聚氨酯膜的热稳定性、断裂伸长率、接触角,降低了水性聚氨酯膜的表面能。当聚硅氧烷质量分数为5.0%时,胶膜表面的硅迁移量达到饱和,表面能为27.27 mJ/m~2。     

水性聚氨酯/环糊精修饰多壁碳纳米管复合材料的制备与性能

为改善多壁碳纳米管(MWNTs)的水分散性,将其与β-环糊精(CD)研磨以及超声分散,得到环糊精修饰碳纳米管(CDMWNTs),并通过与水性聚氨酯球磨共混,制备了水性聚氨酯/CD修饰碳纳米管复合乳液,其固化成膜后利用热重分析、万能材料试验机、扫描电镜和绝缘电阻测试仪探讨了CDMWNTs含量对复合胶膜热稳定性、力学性能、微观形貌和导电性的影响。通过粒径分析与红外光谱说明了CD改性处理对MWNTs的影响。结果显示,与纯聚氨酯胶膜相比,当CDMWNTs加入量为3.0%时,复合胶膜的拉伸强度和断裂伸长率分别提高了72.29%和17.22%;其电阻率为174?·m,减小了5个数量级,显著提高了聚氨酯的导电性;其热稳定性也得到一定的提高。相同加入量下,CDMWNTs所制复合胶膜的性能好于未改性MWNTs所制复合胶膜的性能。     

氧化石墨烯/SiO_2复合材料改性水性聚氨酯的制备及性能研究

将自制杂化材料SiO_2-GO加入水性聚氨酯(WPUA)中,制备了SiO_2-GO/WPUA复合乳液,研究了该复合乳液及其胶膜的结构及性能。改性后GO与SiO_2表面活性基团之间存在相互作用,SiO_2更好地阻隔了GO的团聚,实现GO有效地剥离。随着SiO_2-GO填料的增加,SiO_2-GO/WPUA复合乳液的粒径逐渐增大。由热失重、拉伸测试可知,SiO_2-GO杂化填料的加入,可提高SiO_2-GO/WPUA的力学性能和热稳定性。当SiO_2-GO填料质量分数为0.7%时,复合胶膜的拉伸强度为50.14MPa。TG测试结果表明,在热分解率为30%、50%时,SiO_2-GO/WPUA膜比WPUA的分解温度分别提高了28、46℃。SiO_2-GO/WPUA胶膜耐热性优于WPUA胶膜。     

紫外光固化聚二甲基硅氧烷-聚氨酯涂料的合成与性能研究

选用端羟丙基聚二甲基硅氧烷（HPPDMS）、异弗尔酮二异氰酸酯（IPDI）、三羟甲基丙烷（TMP）、季戊四醇三丙烯酸酯（PETA）自制光固化有机硅聚氨酯单体;用1,6-二溴己烷和3,5-二羟基苯甲酸自制超支化（HBP）交联剂,通过FT IR、¹H NMR、Zeta电位纳米粒度分析仪对产物的结构进行分析;通过热重分析仪、拉伸测试、水接触角测试、吸水率测试等分别评价涂层的耐热性、力学性能、耐老化性、疏水性、吸水率。结果表明,自制超支化土交联剂（HBP）的引入,提高了涂层的耐热性和拉伸性能,降低了涂层的吸水率,当HBP质量分数为0.5%时,涂层的综合性能最佳,此时热分解初始温度从250℃提高到285℃,t=472.1℃时,涂层残余质量分数为50%,吸水率（24 h）从2.35%降至1.15%,水接触角为77.2°,拉伸应力12.6 MPa,拉伸应变40%。