采用磺酸型亲水单体作为扩链剂制备水性聚氨酯的研究

以聚醚二元醇(N210)和2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI)为原料,以自制的磺酸型亲水单体1,2-二羟基-3-丙磺酸钠(DHPA)作为扩链剂,制备了磺酸型水性聚氨酯(WPU)乳液;研究了R值[即R=n(-NCO)/n(-OH)]、DHPA含量对WPU乳液及其胶膜力学性能的影响,并对产物的结构进行了红外光谱(FT-lR)表征.研究结果表明,随着R值的增大,WPU乳液粘度下降,胶膜的拉伸强度和硬度增大、断裂伸长率和吸水率下降;随着DHPA含量的增加,WPU乳液的稳定性逐渐增强、粒径变小且粒径分布变窄,WPU胶膜的拉伸强度增大、断裂伸长率则呈先增后降的趋势;当R=2.0、wDHPA)=5%时,WPU的综合性能最好.     

扩链交联剂对水性聚氨酯乳液性能的影响

分别以一缩二乙二醇(DEG)、乙二醇(EG)、1,4-丁二醇(BDO)、乙二胺(EDA)及三羟甲基丙烷(TMP)为扩链交联剂,液化MDI为异氰酸酯组分,聚醚二醇(PPG)为低聚物多元醇组分,采用预聚体法制备了一系列水性聚氨酯(WPU)。通过万能材料试验机、热重分析(TG)、差示扫描量热仪(DSC)等表征手段研究了扩链交联剂对水性聚氨酯乳液及胶膜性能的影响。结果表明:BDO型WPU乳液粒径最小,黏度最大,稳定性最好;TMP型WPU胶膜具有最大拉伸强度,DEG型WPU胶膜具有最大断裂伸长率;TMP型WPU胶膜耐热性最好。     

端羟基聚丁二烯丙烯腈改性水性聚氨酯的制备及性能

以端羟基聚丁二烯丙烯腈(HTBN)和聚己二酸-1,4丁二醇酯二醇(PBA)为软段,合成了阴离子型水性聚氨酯(WPU),并讨论了不同HTBN用量对WPU性能的影响。红外光谱表征了HTBN和WPU的结构;粒径、DSC、XRD、TG及拉伸测试表明:随着HTBN含量的增加,乳液的平均粒径、胶膜的拉伸强度和断裂伸长率呈先增加后降低的趋势,耐热性能得到明显提升,而结晶性却表现出略微的降低;当软段中HTBN质量分数为30%时,乳液平均粒径最大,为250 nm;当软段中HTBN质量分数为40%时,拉伸强度和断裂伸长率最高,分别为20.2 MPa和521%;而相比于WPU0,WPU2和WPU5的结晶度仅从26.1%降低到24.9%和19.5%。     

羧酸型水性聚氨酯分散液的制备与性能研究

以聚己二酸丁二醇酯二醇(PBA3000)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)为主要原料,合成了羧酸型水性聚氨酯(WPU)。结果表明:一步法和两步法制成的WPU分散液及其胶膜特性相近,但一步法制备工艺更加简单;随着DMPA含量不断增加,预聚过程中体系黏度和分散液电导率上升,WPU胶膜的拉伸强度、硬度和吸水率增大,断裂伸长率和分散液粒径(100 nm)减小;当n(PBA)∶n(DMPA)=2∶3时,R值越大,预聚过程中体系黏度越低,WPU胶膜的拉伸强度和硬度越大,而断裂伸长率和吸水率越小;当w(-COOH)=1.09%～2.37%时,WPU分散液的稳定性较好。     

脂肪族水性聚氨酯的制备及性能研究

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和聚醚二醇(PPG)为主要原料、二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水扩链剂和乙二胺(EDA)为小分子扩链剂,采用预聚体分散法制备出一种水性聚氨酯(WPU)乳液。考察了n(-NCO)∶n(-OH)比例、EDA扩链方式等对WPU稳定性、玻璃化转变温度、力学性能和耐水性等影响。结果表明:将EDA先溶于水中,采用乳化与扩链同时进行的工艺,并且当n(-NCO)∶n(-OH)=1.5∶1时,WPU乳液稳定性好、粒径(14 nm)较小且分布较窄,WPU胶膜的力学性能(拉伸强度为3.683 MPa、断裂伸长率为347%)和耐水性(吸水率为19.7%)俱佳。     

聚酰胺-胺型树枝状水性聚氨酯的合成与表征

为了提高水性聚氨酯耐水性等性能,以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚四亚甲基醚二醇(PTMG)、二羟甲基丙酸(DMPA)、1,4-丁二醇(BDO)等为原料,二月桂酸二丁基锡(DBTDL)为催化剂,通过预聚体法合成了单端封闭的聚氨酯预聚体(PPU),然后以一代端羟基树枝状聚合物(PAMAM-OH)为核,通过接枝共聚法制备了树枝状水性聚氨酯(HWPU)。通过单因素分析法优化出PPU的最佳合成条件:反应时间为2 h,反应温度为80℃,n(NCO)∶n(OH)为6∶1。采用FIIR、XRD和纳米粒度表面电位分析仪对产物的结构和性能进行了表征,并对胶膜的耐水性、表面粗糙度和力学性能进行了测试。结果表明:HWPU乳液粒径为43.56 nm,胶膜结晶度为1.59%,胶膜24 h的吸水率为4.8%,拉伸强度为39.2 MPa,断裂伸长率为376.4%,胶膜表面粗糙度降低。与未加PAMAM-OH的水性聚氨酯(WPU)相比,HWPU的吸水率降低了67.1%,拉伸强度提高了74.2%,耐水性和拉伸强度得到明显提高。     

Ca~(2+)含量对水性聚氨酯乳液及其胶膜性能的影响

以甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚醚(N-210)、二羟甲基丙酸(DMPA)和一缩二乙二醇(DEG)等为主要原料,合成了自乳化型WPU(水性聚氨酯)乳液;然后以氢氧化钙作为交联改性剂,通过Ca2+与-COOH之间形成的螯合交联,制成Ca2+改性WPU乳液。结果表明:当n(Ca2+)∶n(-COOH)=0.4∶1时,改性WPU乳液具有较好的储存稳定性和综合性能,其胶膜的热性能、耐水性、剥离强度(4.5 N/mm)、拉伸强度(14.5 MPa)和断裂伸长率(454.5%)等均相对较高。     

长烷基链对水性聚氨酯在非极性基材上附着力的影响

以聚己二酸新戊二醇酯（PNA）、二聚酸聚酯多元醇（BY3026）、异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）为主要原料制备了一系列侧链含长链烷基的水性聚氨酯（WPU）乳液并制成胶膜。通过FTIR、DSC表征了胶膜的结构和热性能，测试了乳液粒径及胶膜的力学性能、吸水率、接触角以及其在双向拉伸聚丙烯薄膜（BOPP）上的附着力。结果表明，当m(BY3026)∶m(PNA)从0∶1增加到3∶5,WPU乳液粒径增大，胶膜的耐水性增强，表面能先减小后增大，拉伸强度和断裂伸长率从52.6 MPa和2607.2%分别降低至38.7 MPa和1911.2%。当m(BY3026)∶m(PNA)=2∶5时，制备的WPU胶膜表面能为35.43mJ/m2,WPU乳液在BOPP薄膜上的T-剥离强度为2.98 N/25 mm。     

PPS基磺酸型水性聚氨酯的合成及其性能

探讨了氨基磺酸钠(PPS)基水性聚氨酯对催化剂的选择性,并合成了一系列稳定的高固含磺酸型水性聚氨酯(WPU)。乳液稳定性测试表明,1,8-二氮杂二环-7-十一烯(DBU)对聚氨酯的合成具有较好的催化作用,得到的乳液稳定性较好,DBU含量在0.15%时,胶膜的力学强度最优;FT-IR表征了磺酸型水性聚氨酯的结构;力学性能、DSC、TG测试表明,随着PPS含量的增加,胶膜的拉伸强度呈先增加后减小的趋势,当PPS含量在4.7%时,力学性能最优,达到42.13 MPa,断裂伸长率为404.57%,耐热性最优。     

氢化端羟基聚丁二烯改性水性聚氨酯涂料的合成及其性能研究

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二聚酸聚酯多元醇(BY3022)、氢化端羟基聚丁二烯(氢化HTPB)、二羟甲基丙酸(DMPA)等原料合成了稳定的水性聚氨酯(WPU),并用FT-IR、SEM、DSC等手段对其结构和性能进行了表征。结果表明:随着氢化HTPB含量的增加,WPU乳液的平均粒径逐渐增大,胶膜表面的光泽逐渐降低,拉伸强度先增大后减小,硬段玻璃化转变温度提高,耐水性和耐热性能提高;当氢化HTPB含量为10%(占聚氨酯软段的质量分数,下同)时,胶膜拉伸强度最优,达到41MPa,断裂伸长率达到600%;当氢化HTPB含量为50%时,胶膜表面光泽最低,可达亚光效果。