水性光固化碳纳米管改性聚氨酯乳液的研究

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚乙二醇(PEG400)、2,2-双羟甲基丙酸(DMPA)和甲基丙烯酸-2-羟乙酯(HEMA)为主要原料合成光固化水性聚氨酯丙烯酸酯预聚体(WPU),再让接枝了硅烷偶联剂KH-570的碳纳米管(CNTs)与该预聚体原位聚合制备WPU/CNTs乳液,加入光引发剂后交联固化得到聚氨酯复合膜。研究了其电学性能和力学性能,通过透射电镜(TEM)对其微观结构进行了分析。结果表明:经过硅烷偶联处理的碳纳米管更均匀地分散在聚氨酯膜中,当CNTs质量分数为0.6%时,复合涂膜的拉伸强度为15.34 MPa,断裂伸长率为30.62%,拉伸模量176.84 MPa,耐冲击强度为10.14 kJ.m-2,涂膜具有半导体性质,可用作抗静电材料。     

聚氨酯/碳纳米管复合材料在涂料中的研究进展

聚氨酯/碳纳米管(PU/CNTs)复合材料由于综合了聚氨酯材料和碳纳米管的双重优点,成为新型功能材料,具有广泛的应用前景。简要介绍了聚氨酯/碳纳米管复合材料的3种制备方法,同时介绍了其在水性涂料、紫外光固化涂料、风电涂料、导电涂料和船舶涂料等领域的应用。     

侧基双键光固化水性聚氨酯的合成及固化工艺研究

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和聚乙二酸新戊二醇酯(PNA,分子量1 000)生成预聚体,2,2-二羟甲基丁酸(DMBA)作为亲水扩链剂,二羟甲基丁酸与甲基丙烯酸缩水甘油醚加成产物为预聚体扩链剂,在水性聚氨酯侧链中引入双键基团,合成了一种可紫外光固化的水性聚氨酯。通过UV-DSC测定水性聚氨酯光固化时的热焓变化,研究侧基双键水性聚氨酯光固化工艺。结果表明,当采用复合型光引发剂Darocur1173+Irgacure2959(质量比1∶1),光引发剂用量为水性聚氨酯固含量的1%、光照温度为35℃、光照强度为8 W/cm2时,体系的光固化速率和固化程度为最优。     

水性丙烯酸涂料的改性及应用研究进展

由于各种改性物质的性质不尽相同,导致改性后的水性丙烯酸涂料的性能和使用效果有一定的差异。本文结合国内外研究介绍了环氧树脂、聚氨酯、有机硅、纳米氧化物、碳纳米管(CNTs)等改性水性丙烯酸涂料的研究进展。同时主要介绍了水性丙烯酸涂料在在建筑、海洋防污以及隔热阻燃领域的的应用进展。指出了水性丙烯酸涂料在应用研究中的侧重点和研究过程中存在的问题。     

紫外光固化改性水性聚氨酯树脂的合成与性能研究

以聚乙二醇、甲苯二异氰酸酯、二羟甲基丙酸、丙烯酸-2-羟基乙酯为原料合成了一组紫外光固化水性聚氨酯丙烯酸酯树脂(PUA),考察了不同条件对合成反应的影响,研究改性聚氨酯涂层的光固化性能。结果表明:合成的改性聚氨酯树脂可作为水性紫外光固化涂料,光引发剂用量为3%、活性稀释剂TMPTA30%时光固化效果好。     

水性聚氨酯/十二烷基苯磺酸钠修饰多壁碳纳米管复合材料的制备与表征

以十二烷基苯磺酸钠(SDBS)修饰多壁碳纳米管(MWNTs)得到MWNTs-SDBS,采用溶液共混法,制备出水性聚氨酯/SDBS修饰多壁碳纳米管复合材料。探讨了MWNTs-SDBS含量对复合材料力学性能、热性能和电性能的影响及复合材料的微观结构。结果表明:碳纳米管在水性聚氨酯中分散均匀,明显提高了水性聚氨酯的力学性能和导电性。与纯水性聚氨酯相比,当MWNTs-SDBS含量为0.3%时,复合材料的拉伸强度和断裂伸长率分别提高9%和29%;当其含量为0.9%时,复合材料的电阻率提高接近9个数量级。此外,添加碳纳米管降低了聚氨酯软段的结晶性能。     

聚氨酯/碳纳米管复合材料的制备与表征

采用预聚体法制备了聚氨酯/碳纳米管(PU/CNTs)复合材料,考察了该复合材料中CNTs含量对复合材料电性能、力学性能和热性能的影响及复合材料的微观结构。结果表明,碳纳米管在聚氨酯体系中能够较好地分散;扩链/交联剂对PU/CNTs复合材料的导电性能影响较大,TMP比MOCA交联的PU/CNTs复合材料导电性能好;用TMP作交联剂制备的PU/CNTs复合材料的力学性能明显低于以MOCA为扩链剂的PU/CNTs复合材料的力学性能;随着CNTs的加入,PU/CNTs复合材料储能模量和耗能模量明显增加,复合材料的阻尼性能大幅度提高。     

高性能水性UV固化聚氨酯的合成与性能研究

用环氧丙烯酸酯(EA)、羟基硅油合成了环氧/有机硅改性水性光固化聚氨酯乳液(WPU);研究了EA、羟基硅油、亲水扩链剂二羟甲基丁酸(DMBA)的用量,中和度和硅烷偶联剂的添加量对乳液和涂膜性能的影响。用红外光谱和接触角测量仪对树脂进行表征。结果表明:通过EA、羟基硅油改性的水性光固化聚氨酯涂膜的硬度高、附着力强、耐水性较好,克服了未改性水性光固化聚氨酯的缺点。当EA用量为4%、羟基硅油为2%、DMBA为8%、中和度为80%、硅烷偶联剂的添加量为1%时,水性光固化聚氨酯乳液的综合性能较好,树脂接触角大大提高。     

木器涂料用水性树脂的合成与进展(一)

对水性醇酸树脂、水性聚氨酯树脂、水性丙烯酸树脂、水性聚氨酯-丙烯酸杂化体以及水性UV光固化树脂为成膜物质的木器涂料用水性树脂的合成及改性进行了阐述。     

木器涂料用水性树脂的合成与进展(三)

对水性醇酸树脂、水性聚氨酯树脂、水性丙烯酸树脂、水性聚氨酯-丙烯酸杂化体以及水性UV光固化树脂为成膜物质的木器涂料用水性树脂的合成及改性进行了阐述。     

碳纳米管/聚氨酯复合材料的粘接性能

利用超声分散、酸处理以及表面活性剂分散的方法将碳纳米管分散到蓖麻油中,制备了蓖麻油型聚氨酯/碳纳米管(PUR/CNTs)复合材料,观察了该复合材料的微观结构,探讨了CNTs用量、酸处理时间以及表面活性剂的用量对复合材料粘接性能的影响。结果表明,随着蓖麻油中CNTs用量的增加,该复合材料的粘接强度不断提高,当增加到2%时,粘接强度提高84.4%;硝酸处理3 h的聚氨酯/碳纳米管复合材料的粘接强度最大,比未酸处理的复合材料增加15%;表面活性剂分散的聚氨酯/碳纳米管复合材料的粘接强度能得到进一步的提高。     

Study of nanoreinforced shape memory polymers processed by casting and extrusion

Multi‐walled carbon nanotubes (CNTs) and cellulose nanofibers (CNFs) reinforced shape memory polyurethane (PU) composite fibers and films have been fabricated via extrusion and casting methods. Cellulose nanofibers were obtained through acid hydrolysis of microcrystalline cellulose. This treatment aided in achieving stable suspensions of cellulose crystals in dimethylformamide (DMF), for subsequent incorporation into the shape memory matrix. CNTs were covalent functionalized with carboxyl groups (CNT‐COOH) and 4,4′‐methylenebis (phenylisocyanate) (MDI) (CNT‐MDI) to improve the dispersion efficiency between the CNT and the polyurethane. Significant improvement in tensile modulus and strength were achieved by incorporating both fillers up to 1 wt% without sacrificing the elongation at break. Electron microscopy was used to investigate the degree of dispersion and fracture surfaces of the composite fibers and films. The effects of the filler (type and concentration) on the degree of crystallinity and thermal properties of the hard and soft segments that form the PU sample were studied by calorimetry. Overall, results indicated that the homogeneous dispersion of nanotubes and cellulose throughout the PU matrix and the strong interfacial adhesion between nanotubes and/or cellulose and the matrix are responsible for the enhancement of mechanical and shape memory properties of the composites. POLYM. COMPOS., 2011. © 2011 Society of Plastics Engineers     

丙烯酸酯类聚氨酯/碳纳米管复合材料的制备和性能研究

以异佛尔酮-二异氰酸酯、聚乙二醇和甲基丙烯酸-β-羟乙酯合成的丙烯酸酯类聚氨酯预聚体为基体,添加改性碳纳米管,制备聚氨酯/碳纳米管复合材料。研究了碳纳米管的含量对复合材料的力学性能、热学性能和导电性能的影响。结果表明,当碳纳米管质量分数为0.4%时,复合材料的断裂伸长率提高了13%,冲击强度提高了20%,体积电阻率下降了5个数量级,而对热学性能基本没有影响。     

聚氨酯/碳纳米管复合材料力学及电性能研究

利用超声分散和原位聚合的方法制备了聚氨酯／碳纳米管((PUR／CNTs)复合材料,观察了该复合材料的微观结构,探讨了CNTs含量对复合材料力学性能和电性能的影响。结果表明,CNTs在基体中获得了较好的分散,当CNTs质量分数为2％时复合材料的力学性能得到全面提高,与PUR相比,拉伸强度提高11．6％,拉伸弹性模量提高11．3％,断裂伸长率提高10．4％;复合材料的导电性能得到明显的提高,在CNTs质量分数为0．5％时可用作抗静电材料。     

Structure Stability,Flame Retardancy,and Antimicrobial Properties of Polyurethane Composite Nanofibers Containing Tannic Acid and Boron-Doped Carbon Nanotubes

A polyurethane (PU) composite nanofiber with superior flame retardancy and antimicrobial property is developed through the simultaneous incorporation of boron-doped carbon nanotubes (CNTs) and tannic acid (TA), resulting in excellent thermal, mechanical, and eco-friendly flame-retardant properties. The tensile strength and peak heat-release rate of the composite nanofiber increase with increasing filler content, with the optimal performance (7.38 ± 1.04 MPa and 254 W g⁻¹) being achieved at 3 wt% filler. Using a series of analytical techniques, it is demonstrated that the nanostructure of the neat PU completely collapses upon heating, transforming into a film-like structure; in contrast, a higher loading of nanofiller leads to a higher heat-shielding capability, thereby facilitating preservation of the composite nanofiber structure. Finally, the antibacterial activity is shown to increase as a result of the synergic effect of the boron-doped CNTs and TA.     

Preparation and mechanical properties of waterborne polyurethane/carbon nanotube composites

Waterborne polyurethane (WBPU) and multiwalled carbon nanotubes (CNTs) composite films with 0–4.0 wt% CNTs were prepared by ultrasonic dispersion of carboxylic acid‐functionalized CNTs in WBPU followed by emulsion casting process. The elongations at break of the WBPU/CNTs composites increase with the incorporation of CNTs. The tensile strength and crystallinity of the nanocomposite films with lower CNTs contents (<2 wt%) increase obviously; while the tensile strengths of the composites with more CNTs (≥2 wt%) decrease, in contrast to the pure PU film. Scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM) observations indicated that the CNTs are uniformly dispersed in the composites incorporated with lower CNTs contents (≤1.5 wt%). However, aggregation of CNTs increased with increasing CNTs content in the WBPU/CNTs composites, causing the macrophase separation. The dispersion state of the CNTs affects the crystallinity of the PU matrix and the phase separation of the composites, which are two key factors to influence the mechanical properties of the WBPU/CNTs composites. POLYM. COMPOS., 2009. © 2008 Society of Plastics Engineers     

溶液共混法制备聚氨酯／碳纳米管复合材料及其性能

 通过强酸处理方法对碳纳米管进行改性处理并对其结构和分散稳定性进行分析。采用溶液共混法制备了聚氨 酯/碳纳米管复合材料,利用FTIR对其结构进行了分析,探讨了碳纳米管对复合材料力学性能、热稳定性能以及弹 性回复率的影响。结果表明,碳纳米管经酸处理后添加了羧酸活性基团,提高了其在溶剂中的分散性|在复合材料 中,碳纳米管以较强氢键与大分子连接,复合材料的力学性能和热稳定性能都有所提高,而弹性回复率没有受到很 大影响。     

改性PU海绵三维多孔界面蒸发器的制备及性能

采用聚乙烯醇(PVA)对商用疏水聚氨酯海绵(简称PU海绵)进行亲水改性,并在其上面喷涂多壁碳纳米管/聚二甲基硅氧烷(MWCNTs/PDMS)复合分散液,获得一侧超疏水另一侧亲水的三维多孔界面蒸发器。采用SEM、红外热像仪及紫外-可见-近红外分光光度计对涂层表面形貌、光热响应能力及反射率和透过率进行了测试,并对构建的三维多孔界面蒸发器的性能进行了评价。结果表明,由MWCNTs含量(以PDMS预聚物质量分数为0.55%的四氢呋喃溶液的质量计,下同)为0.5%的MWCNTs/PDMS复合分散液喷涂亲水改性的PU海绵制得的三维多孔界面蒸发器表面温度为81℃,吸收率为98.57%,具有良好的透水汽性、光热性能、蒸发性能、拒盐性能、脱盐性能、自清洁性能。该三维多孔界面蒸发器在盐水中进行蒸发作用时,其在1个太阳光强(1.0 kW/m²)下的表面温度为61.3℃,光热转换效率达96.75%,在模拟海水(质量分数为3.5%的NaCl溶液)蒸发过程中,蒸发速率可达1.80 kg/(m²·h),而PU海绵的蒸发速率较低,仅为0.44 kg/(m²     

碳纳米管改性填料对氟碳涂料性能的影响

采用混合酸和表面活性剂对碳纳米管表面进行改性处理,利用改性碳纳米管与不同的填料构造复合填料,并与FEVE氟碳树脂合成了碳纳米管改性复合氟碳材料,并将其涂覆在陶瓷基底上形成氟碳涂层。采用红外光谱（FTIR）对表面改性后的碳纳米管进行了表征分析,用扫描电镜（SEM）、接触角测量仪等仪器观察和测试了纳米复合氟碳涂层表面的微观结构及疏水性。研究结果表明：用混合酸和表面活性剂改性碳纳米管,碳纳米管的缠绕、团聚现象得到明显的改善,提高了其在氟碳树脂体系中的分散性能;当改性碳纳米管的量为0.75 g时,涂层的憎水性能较好。     

PE-UHMW／PE-HD／CNTs摩擦复合材料的制备及其摩擦学研究

主要研究了超高相对分子质量聚乙烯和高密度聚乙烯以及纳米碳管复合材料的制备工艺及其抗磨损性能，并系统地研究了复合材料中纳米碳管的质量份数、预处理方法以及摩擦对偶材料对复合材料摩擦性能的影响。结果表明，高密度聚乙烯的加入可以提高复合材料的流动性能；纳米碳管可以显著提高复合材料的抗磨损性能，其比磨损率随纳米碳管质量份数的增加而减小；对偶材料100Cr6对复合材料的比磨损率大于X5CrNil8—10；纳米碳管可以分散在复合材料中，但团聚现象仍然存在。