阴离子型水性聚氨酯的合成及其性能研究

以甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚丙二元醇(N210)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(EDA)为小分子扩链剂,采用预聚体法合成了系列阴离子型水性聚氨酯乳液。讨论了硬段含量、DMPA用量、-NCO／-OH物质的量比值及扩链剂用量对水性聚氨酯乳液及胶膜性能的影响,得出了制备阴离子型水性聚氨酯的最佳配方。     

乙二胺后扩链TDI型聚氨酯水分散体的过程

以甲苯二异氰酸酯（TDI）、聚氧化丙烯二醇和二羟甲基丙酸等为主要原料制备了聚氨酯水分散体,研究了水、扩链温度、原料的-NCO/-OH摩尔比及扩链比对乙二胺（EDA）后扩链TDI型聚氨酯水分散体过程的影响。FT-IR测试表明,分散体中的H₂O可通过与聚氨酯中残留异氰酸酯基团（-NCO）的竞争反应影响EDA的后扩链过程。分子量及粒径与zeta电位测试表明,H₂O扩链导致分散体失稳;低扩链比时,H₂O对EDA的后扩链过程影响明显,但高扩链比时,后扩链聚氨酯的分子量降低;扩链温度升高,经EDA后扩链聚氨酯的分子量降低,而分散体粒径增大。当原料的-NCO/-OH摩尔比为1.20、扩链温度为30℃、扩链比为60%时,可有效降低H₂O对EDA后扩链聚氨酯过程的影响。     

聚醚型聚氨酯的阻尼性能

采用两步法合成了一系列-NCO／-OH(摩尔比)不大于1的聚醚型聚氨酯,用动态黏弹谱仪研究了硬段类型、交联密度、硬段质量分数、软段相对分子质量、扩链剂类型和结构、填料种类等因素对其动态黏弹性能的影响。结果表明,甲苯二异氰酸酯基聚醚型聚氨酯的阻尼性能优于二苯甲烷-4,4’-二异氰酸酯基聚醚型聚氨酯的阻尼性能,减小交联密度、增加硬段质量分数和软段相对分子质量、采用二醇类扩链荆、增加扩链剂的侧基数以及使用片状填料均可改善聚醚型聚氨酯的阻尼性能。     

扩链剂对IPDI基透明聚氨酯弹性体的影响

采用异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和不同结构的扩链剂、多元醇合成了透明聚氨酯弹性体，通过DSC、TG、WAXD等研究了聚氨酯弹性体的形态结构和力学性能、热稳定性及光学透明性。结果表明，扩链剂结构对聚氨酯弹性体形态结构和力学性能、热稳定性及光学透明性有很大影响。降低扩链剂长度有利于微晶的长大、微相分离程度及力学性能的提高；增加扩链剂用量，聚氨酯弹性体的微相分离程度、微晶尺寸、力学性能及热稳定性能提高；硬段含量对聚氨酯弹性体光学透明性的影响不明显。     

高性能透明聚氨酯弹性体的合成研究

以聚氧四亚甲基二醇，异佛尔酮二异氰酸酯，1，4-丁二醇和不同的催化剂合成了透明聚氨酯弹性体，研究了合成方法，催化剂种类，异氰酸酯指数R，固化时间以及固化温度对该弹性体的力学性能，光学透明性，反应程度和热稳定性的影响。结果表明；软段摩尔质量及硬段扩链剂的改变对体系的摩尔质量影响较小，使使力学性能有较大变化。采用复合催化剂，一步法制备的聚氨酯弹性体具有较好的综合力学性能，优良的热稳定性；与基体树脂聚碳酸酯的粘接性好，复合材料的光学透明性优良；助催化剂K的使用可提高聚氨酯弹性体的耐热性和光学透明性。     

不同结构的水性聚氨酯的合成及其性能研究

选用不同的软链段比例、不同的异氰酸酯比例和不同的扩链剂制备了水性聚氨酯(WPU),并讨论了n(-NCO)∶n(聚醚和聚酯中-OH)比值和R值的变化对WPU性能的影响。研究结果表明,在预聚反应中,当软链段中n(聚醚)∶n(聚酯)比值为0.5∶0.5、异氰酸酯中n(TDI)∶n(MDI)比值为0.5∶0.5、w(-COOH)为1.0%时,选用DEG为扩链剂、固定R值为1.3左右,可以得到性能优越的WPU。     

MDI体系聚氨酯弹性体的力学性能研究

考察了多元醇种类、扩链交联剂配比及合成工艺等因素对MDI体系聚氨酯弹性体力学性能的影响。结果表明,使用聚酯类多元醇合成的聚氨酯弹性体力学性能较好;使用半预聚物法合成的聚氨酯弹性体较使用两步法合成的聚氨酯弹性体综合性能优异;扩链交联剂种类及硬段含量对聚氨酯弹性体力学性能起重要作用。     

水性醇酸树脂及其聚氨酯改性的研究

采用一步法合成了端羟基醇酸树脂,给出了其聚氨酯改性的合成工艺,探讨了醇酸树脂的数均分子量、油度对改性后漆膜性能的影响;从漆膜的铅笔硬度、附着力、耐水性、黏度等方面进一步考察了DMPA的用量、-NCO/-OH比值、扩链方式及其它因素的影响,并得出了最佳的原料配比。     

醇溶性聚氨酯胶粘剂的合成与性能研究

醇溶性聚氨酯(APU)胶粘剂是一种新型、环保的胶粘剂,它既克服了溶剂型聚氨酯(PU)胶粘剂毒性大的缺点,又克服了水性PU水挥发慢、影响生产效率和能耗大的缺点,是目前综合性能优良的新品种胶粘剂。采用聚醚二醇、甲苯二异氰酸酯、二羟甲基丙酸和三羟甲基丙烷为基本原料,用丙酮为溶剂合成了聚醚型阴离子APU胶粘剂。讨论了预聚反应-NCO/-OH的配比、交联体系、硅烷偶联剂KH-550的加料方式和扩链反应温度等因素对APU胶粘剂性能的影响。当初聚n(-NCO)/n(-OH)比值为6,扩链剂反应温度控制在(60±2)℃时,合成的聚醚型阴离子APU具有较好的力学性能和耐水性,而且贮存稳定性较好。     

书刊装订联动线用反应型聚氨酯热熔胶的研制

以聚酯多元醇、聚醚多元醇为软段,二异氰酸酯为硬段,辅以多种添加剂,制得一种性能优异的高结晶性单组分反应型聚氨酯(PUR)热熔胶。探讨了二异氰酸酯与多元醇的组成、投料比、扩链剂和添加剂等对产品性能的影响。结果表明:选用聚己二酸丁二醇酯二醇(PBA)为软段、1,4-丁二醇(1,4-BDO)为扩链剂以及4,4′-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)为硬段,当R=n(-NCO):n(-OH)=(1.5～2.0):1.0、w(-NCO)=1%时,PUR热熔胶的软化点为85～95℃,开放时间为3～9 min,符合书刊装订联动线使用的技术要求,具有很好的应用前景。     

高性能硬聚氨酯弹性体的制备

聚氨酯复合扩链方法有利于稳定工艺和性能。添加少量高级脂肪醇可显著提高聚氨酯弹性体的硬度、强度和伸长率。高级脂肪醇在聚氨酯扩链固化过程中起着分子润滑作用，从而提高了硬段区的结晶度，同时降低了软段区的玻璃化温度     

环氧化端羟基聚丁二烯/甲苯二异氰酸酯型聚氨酯的合成

用环氧化端羟基聚丁二烯(EHTPB)与甲苯二异氰酸酯(TDI)合成了聚氨酯,考察了反应时间、TDI用量、环氧值以及扩链剂1,4-丁二醇(BDO)用量对聚氨酯拉伸性能的影响,通过差示扫描量热法(DSC)分析确定了反应温度,并研究了反应的表现活化能(Ea)和反应级数(n).结果表明,在反应温度为70℃、时间为7 d、-NCO/-OH(摩尔比)为1.4、环氧值为0.001 8 mol/g左右时,聚氨酯的拉伸性能较好;适当加入扩链剂BDO可以同时提高聚氨酯的拉伸强度和扯断伸长率,BDO与EHTPB中-OH的最佳摩尔比为1.0;EHTPB与TDI反应的Ea为59.44 kJ/mol,n为1.02,70℃下的反应速率常数为1.2×10-2s-1     

高固含量水性聚氨酯的合成及其主要影响因素

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和六亚甲基二异氰酸酯(HDI)为硬段,聚醚二元醇(N-220)及聚酯二元醇(PBA)为软段,二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水性物质,乙二胺(EDA)为后扩链剂等,合成了固含量约为50%的环氧树脂(E-20)及甲基丙烯酸甲酯(MMA)复合改性的水性聚氨酯分散体(PUD).并探讨了-NCO/-OH物质的量比、软段类型和软段相对分子质量对高固含量水性聚氨酯性能的影响,同时对制得的PUD进行红外、透射电镜等测试分析,从而制备出性能较好、较稳定的高固含量水性聚氨酯分散体.     

单组分湿固化木材用聚氨酯胶黏剂研究

采用聚醚多元醇、聚合二苯基甲烷二异氰酸酯(PAPI)为主要原料制备了木材用单组分湿固化聚氨酯胶黏剂。研究了-NCO含量、聚醚多元醇相对分子质量、反应温度及扩链系数对木材粘接性能的影响。结果表明:在-NCO质量分数为12.29%,扩链系数为0.2时,粘接性能最好,24 h后压缩剪切强度可达20.17MPa。     

透明性聚氨酯弹性体的合成

采用预聚体法以不同的聚合物多元醇、异氰酸酯与1,4-丁二醇合成了透明聚氨酯弹性体,分析了异氰酸酯种类、n(-NCO)/n(-OH)(R值)、聚合物多元醇种类及分子质量、熟化时间和温度等对聚氨酯弹性体透明性、力学性能的影响。结果表明,采用脂肪族的IPD I,R值取1.02,硬段质量分数36.9%,相对分子质量1 000~2000的聚四亚甲基二醇,熟化条件为130℃/3 h时合成的PU弹性体具有较好的透明性和力学性能。     

新型聚氨酯密封胶粘剂的研制与粘接性能

本文以甲苯二异氰酸酯与聚醚多元醇反应制得末端带有-NCO基团的预聚体，用多元醇和芳香族二胺为扩链剂和交联剂，加入一些无机填料、触变剂和阻燃剂，制得了新型的聚氨酯密封胶粘剂。探讨了无机填料的用量，不同材质、不同温度和不同固化时间以及阻燃剂等因素对该密封胶粘剂粘接性能的影响，并且考察了该密封胶粘剂的耐介质性能。     

光/湿双固化聚氨酯热熔胶的性能分析及改进

以PU-PUA(聚氨酯-聚氨酯丙烯酸酯)为基体、HDI(六亚甲基二异氰酸酯)三聚体和HEA(丙烯酸羟乙酯)为自制交联剂,采用全湿固化法、光/湿双固化法和全光固化法制备相应的反应型HMA(热熔胶)。研究结果表明:不同反应型HMA的热稳定性能依次为全湿固化型>光/湿双固化型>全光固化型;光/湿双固化反应型HMA经光照后,已光固化的链段束缚了可湿固化链段的移动,这是该HMA凝胶含量较低和微观相分离程度不高的主要原因。以多异氰酸酯或自制交联剂为助剂,两者均可增加HMA的凝胶含量,但后者能显著提高初始剪切强度(0.752～0.802 MPa),并且后者对初始180°剥离强度的影响与交联剂的n(-C=C-)∶n(剩余-NCO)有关,其中含n(3HDI-1HEA)∶n(剩余-NCO)=15∶100体系的综合性能相对较好。     

热塑性聚氨酯弹性体透明性影响因素研究

研究了采用不同类型的异氰酸酯、多元醇及扩链剂来合成热塑性聚氨酯弹性体（TPU）,讨论了软段多元醇的种类及分子量、硬段异氰酸酯的种类、扩链剂的种类及结构特点、增塑剂和微量水分等对TPU透明性的影响。结果表明,影响TPU透明性的主要因素是软段多元醇的种类及分子量、硬段异氰酸酯的种类。     

扩链剂对水性聚氨酯和聚脲的性能的影响

聚氨酯和聚脲乳液是以二月桂酸二丁基锡作催化剂，由2，4或2，6-甲苯二异氰酸酯、聚丙二醇、二羟甲基丙酸在75～80℃下反应3h合成的。用联氨或乙二胺作扩链剂生成聚脲，用乙二醇生成聚氨酯。以联氨或乙二胺扩链时，预聚物的分散在扩链反应前进行；以乙二醇扩链时则相反。丙酮在分散过程中的效果不明显。测定了不同软段和-NCO／-OH比值下，膜的力学性能、在木材表面的涂层特性以及附着力。     

间苯二胺扩链的芳香族聚氨酯弹性体的合成与性能

以甲苯二异氰酸酯和聚氧化丙烯二元醇合成聚氨酯预聚体,通过间苯二胺扩链,得到一种芳香族聚氨酯弹性体。探讨了异氰酸根指数(R值)对聚氨酯预聚体和弹性体合成及固化行为的影响;并利用FT-IR、DSC和拉伸实验等对合成聚氨酯的结构、组成、热性能和力学性能等进行了表征。结果表明,随着R值的增加,聚氨酯弹性体的凝胶时间和表干时间逐渐缩短,拉伸强度增大,断裂伸长率降低,硬段的玻璃化转变温度和热分解温度升高;R值为2.0、2.5和3.0时,合成了固化参数适宜、拉伸性能优异、可用于混凝土防护的聚氨酯弹性体材料。