无污染水性聚氨酯制备及其性能研究

采用预聚法合成了一种新型的水性聚氨酯乳液,扩链剂以粉末方式无污染加入.研究了配方中异氰酸酯基和羟基的量的比(-NCO/-OH)、反应温度、二羟甲基丙酸含量(DMPA%)等对水性聚氨酯乳液的粘度、粒径和涂膜吸水率等性能的影响.初步研究结果表明,随着-NCO/-OH的增大,乳液粘度下降,乳胶粒的粒径增加,涂膜的吸水率下降;随预聚反应温度升高,分子链中达到异氰酸酯基理论含量时间减小,但是温度越高越易发生副反应;随着DMPA%的增加,乳液粘度升高,乳胶粒的粒径下降,但最终趋于稳定,涂膜的吸水率升高     

单组分水性聚氨酯涂料的制备与性能研究

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)或甲苯-2,4-二异氰酸酯(TDI)、聚醚多元醇(GE220)和二羟甲基丙酸(DMPA)为主要原料,制得不含有机溶剂的单组分水性聚氨酯分散液,研究了NCO/OH的摩尔比和DMPA含量对水性聚氨酯分散液及其成膜后性能的影响。结果表明,当NCO/OH(摩尔比)=1.8,DMPA与GE220比值为2时,水性聚氨酯分散液的物理性能及其成膜后的力学性能最佳。     

高硬度单组分水性聚氨酯乳液的制备及性能

以羟乙基双酚A(BPEA)作为水性聚氨酯(WPU)的新型扩链剂,聚环氧丙烷三醇(PPG310)为交联剂,利用透射电镜、热失重分析仪、动态力学分析仪、万能仪、铅笔硬度计对其产物进行了表征。结果表明,所制WPU乳液粒子分散性良好,粒子呈20nm左右球形,聚酯型WPU比聚醚型软硬段相容性高,且储能模量、杨氏模量、铅笔硬度、耐水性能均优于聚醚型WPU。交联后的WPU热稳定性提高,当BPEA质量分数为28.7%,PPG310质量分数为13.6%时,所得涂膜的拉伸强度为49.1MPa,铅笔硬度可达2H,吸水率为6.8%。     

蓖麻油基水性聚氨酯的制备及性能

以蓖麻油作为多元醇原料,通过分步法制备了高性能环境友好的蓖麻油基水性聚氨酯(CWPU),研究了2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)含量、蓖麻油含量和n(-OH)/n(-NCO)值对CWPU分散体及薄膜性能的影响。结果表明,DMPA含量和n(-OH)/n(-NCO)值对分散体的粒径分布和薄膜的耐水性具有显著的影响,当n(-OH)/n(-NCO)值为0.99时,添加5%的DMPA就可得到奶白色CWPU分散体,CWPU薄膜的吸水率仅为148.3%;当DMPA含量为7%,n(-OH)/n(-NCO)值达到0.83时即可得到半透明泛蓝光的分散体,CWPU薄膜的吸水率仅为107.8%;蓖麻油含量对薄膜的玻璃化转变温度(T_g)、强度和韧性具有显著影响,当蓖麻油含量为50%时,T_g、弹性模量和断裂伸长率分别为41.6℃、65.33 MPa和317.37%。所有分散体的存储稳定性均在6个月以上。文中在引入较低的亲水基团含量条件下制备的CWPU分散体能够稳定存在并具有优异的耐水性能和力学性能。     

水性聚氨酯丙烯酸酯乳液的制备及性能

目的制备丙烯酸酯改性水性聚氨酯乳液,研究内交联剂对其性能的影响。方法以聚氨酯为种子乳液,以三羟甲基丙烷单烯丙基醚(TMPME)为扩链剂和内交联剂,以甲基丙烯酸甲酯(MMA)及丙烯酸酯丁酯(BA)为丙烯酸酯单体,制备丙烯酸酯改性的水性聚氨酯(WPUA),研究TMPME用量对WPUA及其胶膜性能的影响。结果当TMPME质量分数为3%时,乳胶膜的吸水率可降至7%;对乳胶膜进行热处理可进一步提高膜的耐水性;当TMPME质量分数为2%时,乳胶膜的拉伸强度可提高至8.7MPa,断裂伸长率升高至620%,综合性能最佳。结论引入一定量的TMPME,可以提高WPUA中分子的交联度和膜的致密性,从而显著改善乳胶膜的耐水性和力学性能。     

高表面活性的水性聚氨酯乳液的制备及性能

以甲苯二异氰酸酯(TDI)、嵌段聚醚二醇PE6100以及聚醚胺ED-2003为原料,采用自乳化法合成了固含量40%的非离子型水性聚氨酯(WPU),通过红外光谱(FT-IR)对产物的结构进行了分析,并对产物的粒径、流变性能、表面张力、临界胶束浓度(CMC)进行了研究,结果表明,得到的WPU具有一定的触变性,平均粒径大多为100nm~400nm,在1g/L的浓度时水溶液的表面张力不超过37mN/m,具有较好的降低水溶液表面张力的能力。     

木质素改性水性聚氨酯胶膜的制备与性能

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和聚四氢呋喃醚二醇(PTMG)为主要原料,碱木质素(LG)为改性剂,二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水扩链剂,合成了一系列木质素改性水性聚氨酯(LWPU)。研究了LG用量、n(NCO)/n(OH)及DMPA用量对LWPU胶膜力学性能和耐水性能的影响。结果表明,当LG质量分数为0.75%,n(NCO)/n(OH)为5∶1,DMPA质量分数为6%时,胶膜的综合性能较好,其吸水率仅为3.24%,耐水性能明显提高。通过红外光谱、热重分析、X射线衍射及原子力显微镜和扫描电镜对LWPU胶膜的结构与性能等进行了表征,热重分析结果表明,LG的加入可提高聚氨酯材料的热稳定性。加入适量的木质素可以改善水性聚氨酯的耐水性及热稳定性。     

硅氧烷改性水性聚氨酯乳液的附着性能

利用硅氧烷（γ-氨丙基三乙氧基硅烷（KH550）、γ-缩水甘油氧丙基三甲氧基硅烷（KH560））改性水性聚氨酯乳液,考察了改性后乳液成膜在无机基材表面附着力的变化。KH560改性的乳液成膜在无机基材表面具有较好的附着力,其中对玻璃的干附着力可达1级,对标准马口铁也可达1～2级;在浸水后,尤其在玻璃表面附着力保持最好,附...     

聚醚腈型阳离子水性聚氨酯乳液的制备与性能

采用端羟基聚醚腈(HPEC),甲苯二异氰酸酯(TDI),1,4-丁二醇和三乙醇胺(TEA)为主要原料制备了聚醚腈型阳离子水性聚氨酯乳液.讨论了制备过程中对水性聚氨酯乳液性能的影响因素.实验结果表明,三乙醇胺对乳液的稳定性影响很大,采用该工艺制备的聚醚腈型阳离子水性聚氨酯乳液具有良好的贮存稳定性,且涂膜的机械性能良好;当聚醚腈型阳离子水性聚氨酯乳液和固化剂的质量比在100:6到75:6之间时,产品的强度最好.     

环氧树脂改性水性聚氨酯乳液的制备研究

传统的单一聚氨酯乳液存在耐水性和耐热性较差的缺点,目前最有效的方法是对其进行改性,以增强聚氨酯乳液胶粘剂的性能,使其应用更加广泛。控制异氰酸酯指数(R值)为3.5,以聚丙二醇(PPG1000)和甲苯二异氰酸酯(TDI)为主要原料合成聚氨酯预聚体,使用环氧树脂对聚氨酯乳液进行改性。用控制变量法将不同环氧值的环氧树脂和不同添加量的环氧树脂分别作为2个变量,讨论2个变量对乳液及胶膜性能的影响,按照相关标准对其性能进行了测试与表征。结果表明：在相同用量下,环氧树脂E-44的改性效果好于其他类型环氧树脂,E-44添加量为15%(质量分数)时,制备的改性材料性能最佳。     

Synthesis and properties of waterborne polyurethane/attapulgite nanocomposites

The novel nanocomposites derived from waterborne polyurethane (WPU)/Attapulgite (AT) nanocomposites have been successfully synthesized by in situ polymerization progress. AT functionalized by chemical modification were incorporated as a crosslinker in prepolymer. The chemical structures, morphology, thermal behavior, and mechanical properties of the WPU/AT nanocomposites were investigated by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), thermo gravimetric analysis (TGA), differential scanning calorimetry (DSC), scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD) and tensile testing respectively. The experimental results indicated that the organically modified attapulgites were homogeneously dispersed in the WPU and resulted in an improvement of thermal stability, tensile strength and elongation at break of WPU/AT nanocomposites.     

水性聚氨酯及其核壳型复合乳液的制备与表征

利用TDI、PPG、DMPA和BDO采用丙酮回流法合成了水性聚氨酯,乳化能力较好,并以此为种子乳液,制得了复合乳液.用FTIR、TEM、激光粒度分析仪等手段对其进行了表征.结果显示,该复合溶液具有明显的核壳结构,且复合乳液的粒径分布比种子乳液稍宽,具有双峰结构;力学性能测试显示,复合物膜的拉伸强度和断裂伸长率与水性聚氨酯膜相近.     

阴离子型水性聚氨酯的制备及其性能研究

以聚四氢呋喃醚(PTMG)二醇和甲苯二异氰酸酯(TDI)为原料,2-羟甲基丙酸(DMPA)为亲水扩链剂,通过自乳化方法初步合成了聚氨酯乳液。将乳液成膜,通过红外、热重、透射电镜、力学测试等对材料的化学组成与微观结构进行表征,进一步通过体外细胞实验对材料与细胞的相互作用进行评价。结果表明制备的水性聚氨酯乳液粒径均匀,热稳定性良好,具有一定的形状记忆功能,对细胞无毒性,相容性好,对细胞的生长繁殖几乎无影响,是一种具有广阔应用前景的生物材料。     

Synthesis and characterization of novel waterborne polyurethane nanocomposites with magnetic and electrical properties

The novel nanocomposites derived from waterborne polyurethane and nano-Fe₃O₄ (WPU/Fe₃O₄) have been successfully synthesized by in situ polymerization progress. The nano-Fe₃O₄ particles prepared by co-precipitation method were modified by using oleic acid (OA) to improve their compatibility with monomers. The chemical structures, morphology, thermal behavior, mechanical properties, magnetic properties and electrical properties of the WPU/Fe₃O₄ nanocomposites were investigated by Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD), atomic force microscope (AFM), thermogravimetric analysis (TGA), differential scanning calorimetry (DSC), dynamic mechanical thermal analysis (DMA), vibrating sample magnetometer (VSM) and high resistance meter respectively. The results indicated that the Fe₃O₄ nanoparticles modified by oleic acid could be homogeneously dispersed in the WPU and the introduction of ones was obviously improving the thermal properties, magnetic properties and electrical properties of WPU/Fe₃O₄ nanocomposites. The resulting WPU/Fe₃O₄ nanocomposites would be having the potential applications in microwave absorption.     

PAMAM型树枝状水性聚氨酯的合成及表征

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚碳酸酯二醇(PCDL)、二乙醇胺(DEA)、蓖麻油(C.O.)、二羟甲基丙酸(DMPA)为原料,二丁基二月桂酸锡(DBTDL)为催化剂,合成了单端封闭的聚氨酯预聚体,然后将其接枝到一代树枝状大分子聚酰胺-胺(1G PAMAM)上,合成了一种新型树枝状水性聚氨酯。通过单因素分析法优化出最佳的合成条件:DBTDL的用量为0.08%,预聚反应温度为80℃,扩链反应温度为75℃,DMPA用量为6%,产物具有良好的水分散性。利用红外光谱(FT-IR)和热失重分析仪(TGA)对产物进行了表征,并用X射线衍射(XRD)分析了胶膜的结晶度,还对胶膜的耐水性能和拉伸强度进行了测试,结果表明,制备的树枝状水性聚氨酯的吸水率为12.1%,拉伸强度为16.2 MPa,热分解温度为205℃。     

双重交联水性聚氨酯的结构及其性能研究

制备了酮肼交联及硅烷偶联双重改性水性聚氨酯.利用红外光谱(ATR-FTIR)和热失重法对膜结构及性能进行表征.ATR-FTIR证实成膜时酮肼交联反应的发生.TGA表明,DDP和KH550含量的增大提高了胶膜的热稳定性.当m(KH550)为10%,m(DDP)增大时,涂膜拉伸强度从20.09MPa增大到29.56MPa,...     

功能石墨烯改性水性聚氨酯及其性能

以氧化石墨烯(GO)为原料,通过聚乙烯亚胺(PEI)接枝改性和水合肼还原,制备出了功能化石墨烯(FG-PEI),并将其与水性UV固化聚氨酯(WPU)乳液复合,制备FG-PEI/WPU复合涂层。采用FTIR、XRD、Raman、XPS、SEM、TEM等测试分析表征FG-PEI的结构,测定了FG-PEI的导电性,并考察了FG-PEI在水中的分散性,研究FG-PEI用量对WPU胶膜的力学性能和导电性能的影响及其热稳定性。结果表明,FG-PEI在保持较好水溶性的条件下,其电导率并未明显下降,并随着FG-PEI在WPU基体中用量的增加,WPU胶膜的表面电阻率逐渐降低,拉伸强度不断增加,断裂伸长率降低,经FG-PEI改性后,WPU的热稳定性得到提高。研究表明,FG-PEI改性WPU可提高胶膜的导电性,使其兼具良好的综合性能。