含柔性链超支化聚氨酯丙烯酸酯的制备及表征

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和二乙醇胺(DEOA)为原料,经一步法自缩聚反应制备超支化聚氨酯(HPU-OH)。再以聚乙二醇(PEG200)、IPDI和丙烯酸羟乙酯(HEA)为原料合成一端为异氰酸基团、另一端为双键的预聚体IPDI/PEG200/HEA,将其接枝到HPU-OH后合成含柔性链超支化聚氨酯丙烯酸酯(HPUA)。优化了合成条件;并采用FT-IR、~1H NMR和GPC对其结构和组成进行了表征。以1-羟基环己基苯基甲酮(Irgacure184)作为光引发剂,对HPUA涂膜紫外光固化后进行测试。结果表明:优化后IPDI/PEG200/HEA的合成条件为温度35℃、催化剂二月桂酸二丁基锡(DBTDL)用量为丙烯酸羟乙酯质量的0.037 5%、反应时间为120 min;优化后HPUA的合成条件为温度70℃、DBTDL用量为0.05%、反应时间为120 min。合成的HPUA产品数均相对分子质量(M_n)为13 683,相对分子质量分布指数(PDI)为2.1;与同类产品相比,其固化速度快且涂膜柔韧性优异,光固化速度为3 s,柔韧性1 mm,铅笔硬度2H,附着力1级。     

高硬度UV固化水性聚氨酯的合成与性能

以聚四氢呋喃醚与聚环氧丙烷醚为柔性链段合成水性光固化聚氨酯,并制备乳液。研究了聚醚软段和小分子扩链剂的类型对乳液和涂膜性能的影响,以及固化时间、光引发剂的添加量对涂膜硬度的影响。采用红外光谱(FT-IR)对树脂的结构进行表征,并采用动态光散射法(DLS)对乳液的粒径进行分析。结果表明:乳液平均粒径65 nm;乳液经高温稳定测试、离心测试、冻融测试和稀释测试后絮凝率均2.6%,具有很好的稳定性;实验所得乳液在木材表面涂覆,基材光泽稍有提高;涂膜耐冲击性50 cm,附着力为1级,铅笔硬度达到5H。     

含氟二元醇改性超支化水性聚氨酯的制备与性能研究

首先合成了具有长支链结构的含氟二元醇DEFA,用DEFA部分代替小分子扩链剂合成线型聚氨酯预聚体,然后加入自制的超支化聚氨酯核HBPU-0当交联剂,最后用乙二胺扩链,合成了含氟二元醇改性超支化水性聚氨酯(FHBPU)乳液。红外测试表明DEFA已经被接入到超支化聚氨酯中。通过一系列测试表明,加入DEFA后,FHBPU的耐热性、疏水性都有所提高。随着DEFA含量的增加,乳液粒径和拉伸强度逐渐增大,断裂伸长率和吸水性下降。当DEFA占聚氨酯质量的10%时,FHBPU的综合性能较好,此时其乳液粒径为131 nm,拉伸强度为10.8 MPa,断裂伸长率为368%,24 h吸水性为5.4%。     

星形PLA-HTPB聚氨酯共聚物的合成与表征

采用自制的星形聚乳酸(PLA)和端羟基聚丁二烯(HTPB)为主要原料,甲苯-2,4-二异氰酸酯为扩链剂合成了星形PLA-HTPB聚氨酯共聚物,通过FT-IR、DSC、TG等测试手段对此共聚物的结构与性能进行表征。结果表明,星形PLA-HTPB聚氨酯共聚物两相具有各自的玻璃化转变温度,两相之间存在相分离现象;其热分解过程为2步,乳酸链段的起始热分解温度为229℃,表观活化能为83.11kJ/mol,反应为一级反应;丁二烯链段的起始热分解温度为414℃,表观活化能为192.83kJ/mol,反应为非一级反应。     

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H_2O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,H_2O扩链导致分散体失稳;低扩链比时,H_2O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H_2O对EDA后扩链聚氨酯过程的影响。     

超支化水性聚氨酯共混改性纳米SiO_2水性聚氨酯的制备及性能研究

采用异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚丙二醇(PPG-2000)和PPG-纳米SiO_2溶胶为原料合成聚氨酯预聚体,用2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)作亲水扩链剂并用1,4-丁二醇(BDO)、三羟甲基丙烷(TMP)作小分子扩链剂进一步提高相对分子质量,再用乙酸酐封端的超支化水性聚氨酯(AWHBPU)进行共混改性,采用内乳化法制备了超支化水性聚氨酯共混改性纳米SiO_2水性聚氨酯。研究了超支化水性聚氨酯共混改性纳米SiO_2水性聚氨酯乳液的粒径及稳定性、黏度以及胶膜的热性能和力学性能。结果表明,AWHBPU含量4%的乳液体系较稳定;随着AWHBPU的引入,乳液黏度先减小后增大,当AWHBPU添加量为4%时,乳液黏度最小为66.55 mPa·s;当AWHBPU添加量为6%时,试样的最大拉伸强度可达到18.92MPa。     

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。     

扩链型UV固化聚氨酯丙烯酸酯的合成及性能研究

以甲苯二异氰酸酯、聚乙二醇、丙烯酸羟乙酯为反应物,并以乙二醇或1,3-丁二醇为扩链剂,合成了扩链型聚氨酯丙烯酸酯,并以其制备了UV固化涂料。研究了聚乙二醇及扩链剂对UV固化涂膜性能的影响。随聚乙二醇相对分子质量的增加,涂膜的柔韧性从4.9 mm变为2.0 mm,硬度从H降低为6B;扩链温度在25~30℃之间时,扩链反应容易控制。扩链后涂膜的表干时间变长,附着性变好,柔韧性小于1 mm,同时涂膜耐水性、耐酸性、耐碱性、耐磨性、耐溶剂性均有所提高。     

小分子扩链剂对醇溶性聚氨酯性能的影响

采用异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚醚二元醇( N220)以及不同结构的小分子二元醇扩链剂为主要原料,合成了一系列具有不同结构的醇溶性聚氨酯.示差扫描量热和热重测试显示,以一缩二乙二醇为扩链剂的聚氨酯Tg最低,耐热性最差;以乙二醇、1,4-丁二醇、己二醇为扩链剂的聚氨酯Tg依次上升;耐热性能依次降低透射电镜测试表明,...     

RPUF／蛭石复合材料的制备及阻燃性能研究

用酸化、钠化对蛭石进行结构修饰,以十六烷基三甲基溴化铵(HDTMA·Br)为插层剂,制备了有机化蛭石(OVMT)。XRD 分析表明:HDTMA~ 已完全插层,蛭石的层间距由改性前的1.49 nm 增大到4.53 nm。将 OVMT与聚磷酸铵(APP)复配用于硬质聚氨酯泡沫塑料(RPUF)的阻燃,氧指数测试得出:当 OVMT 和 APP 添加量分别为5%和10%时,极限氧指数达到26.8%,比单独添加7%OVMT、10%APP 分别高出5.4%和3.2%;DSC 和 TG测试表明:与纯 RPUF 相比,复合材料吸热峰温度从358.1℃提高到369.6℃。     

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。     

M-CDEA在聚氨酯弹性体中的应用研究

分别以聚ε-己内酯多元醇(PCL)、聚四氢呋喃醚二元醇(55PTMG)和甲苯二异氰酸酯(TDI)为原料合成聚氨酯预聚体,分别用M-CDEA[4,4′-亚甲基-双-(3-氯-2,6-二乙二基苯胺)]和3,3’-二氯-4,4’-二氨基二苯基甲烷(MOCA)作为扩链剂合成聚氨酯弹性体,比较了两种不同扩链剂对聚氨酯弹性体的力学性能和耐热性能的影响。实验结果表明:与MOCA相比,由M-CDEA扩链的聚氨酯弹性体的硬度、撕裂强度、回弹和耐磨性较高。DSC和TG测试结果表明:经M-CDEA扩链的聚氨酯弹性体的耐热性能优于MOCA。     

紫外光固化聚氨酯改性环氧丙烯酸酯的制备

通过分子设计制备了紫外光固化聚氨酯改性环氧丙烯酸酯,利用红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、差示扫描量热(DSC)对产物结构进行了表征,并对光固化涂膜的性能进行了测试。结果表明:制备的聚氨酯改性环氧丙烯酸酯具有良好的相容性,以其制备的光固化涂膜具有优良的性能,硬度为3H、附着力为1级、耐冲击性为50 cm、柔韧性为1 mm。     

氯化聚丙烯改性磺酸型水性聚氨酯的性能与应用

以聚酯多元醇、异佛尔酮二异氰酸酯为主要原料,在三乙胺的催化作用下,与接枝率达2.61%的马来酸酐-氯化聚丙烯聚合物(MCPP)反应,制备以氯化聚丙烯为主链,马来酸酐连接PU为支链的改性聚氨酯预聚体,经磺酸型亲水扩链剂扩链后,得到具有良好贮存稳定性的改性水性聚氨酯乳液。FT-IR证实已发生接枝聚合反应。测试表明,乳液涂膜与聚丙烯基材有很好的附着力,涂层性能优异,可作为一种新型涂料直接涂刷在聚烯烃材料上。     

新型纤维素基超支化聚酯的制备与结构表征

设计合成路线,以全乙酰化纤维素为原料,通过Koenigs-Knorr法合成一种带羧基和多羟基官能团的纤维素基类糖肽结构衍生物,并以此为超支化单体制备新型超支化聚酯。采用傅立叶变换红外光谱(FT-IR)、核磁共振波谱(NMR)、X射线粉末衍射(XRD)对原料、中间产物及新型超支化聚酯进行结构表征。采用差示扫描量热仪(DSC)和热重分析仪(TG)测试新型超支化聚酯的热性能。结果表明,产物结构表征与预期产物一致,且热性能良好。综上所述,该研究合成路线新颖有效,成功制备了纤维素基类糖肽衍生物及纤维素基超支化聚酯功能材料。     

磺酸型水性聚氨酯的合成与性能研究

以甲苯二异氰酸酯(TDI-80)和聚醚二元醇(N210)为主要原料,1,4-丁二醇(BDO)为小分子扩链剂,乙二胺基磺酸钠(A95)为亲水扩链剂,成功制备了磺酸型水性聚氨酯。研究了A95含量对水性聚氨酯乳液及胶膜性能的影响。通过红外(FT-IR)、透射电镜(TEM)、热重分析(TGA)、粒径和力学性能测试等分析手段研究了乳液及其涂膜的结构与性能。结果表明:所制备的水性聚氨酯乳液粒子规整性较好,分散均匀;随着A95含量增加,粒径逐渐减小;当A95含量为5%时,乳液具有良好的室温贮存稳定性,胶膜的综合性能优异。     

超支化聚氨酯丙烯酸酯的合成及其固化膜性能

以合成的甲苯-2,4-二异氰酸酯.丙烯酸羟丙酯(TDI.HPA)单体对超支化聚酯(HBPE)进行端羟基改性,得到超支化聚氨酯丙烯酸酯(HBPUA)。研究了反应温度、时间对产物游离—NCO含量的影响,通过摆杆硬度、附着力、柔韧性、冲击强度等测试研究了活性单体的种类及用量对固化膜性能的影响,并采用FT-IR及TG对HBPE,HBPUA及其固化膜进行了表征和分析。结果表明,合成HBPUA的最佳条件为:n(2,4-TDI):n(HPA):n(HBPE)=6:6:1,反应温度70℃,反应时间3 h,催化剂二月桂酸丁基锡(DBTDL)用量为总质量的0.6%;TDI.HPA的合成反应温度35℃,反应时间2.5 h,DBTDL用量为总质量的0.4%。采用己二醇二丙烯酸酯为活性单体并控制其质量分数为20%时,超支化聚氨酯丙烯酸酯涂膜的力学性能、热稳定性较好。     

扩链剂结构对脂肪族水性PU性能的影响

以六亚甲基二异氰酸酯(HDI)和聚环氧丙烷醚二醇(PPG)为主要原料,二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水性扩链剂合成了聚氨酯预聚体,再经过不同小分子扩链剂扩链、乳化制备水性聚氨酯(WPU)乳液,然后与自制交联剂HM交联成膜.研究了不同扩链剂对聚氨酯乳液稳定性及涂膜力学性能的影响.结果表明,以脂肪族二醇扩链的WPU乳液的外观好于芳香族二酚,而芳香族二酚扩链的WPU涂膜力学性能优于脂肪族二醇.     

含疏水侧基的水性聚氨酯的合成及其增稠性能

利用六亚甲基二异氰酸酯(HDI)与聚乙二醇( PEG)进行本体聚合得到聚氨酯预聚体,并通过十六醇封端、1,2-十四碳二醇扩链合成了水性聚氨酯(WPUT)缔合型增稠剂.采用傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、乌氏黏度计表征了WPUT的结构.通过黏度的测定研究了疏水性扩链剂、PEG/HDI物质的量比、PEG的相对分子质量、WPUT含量等因素对水性聚氨酯乳液增稠效果的影响.结果表明:疏水性扩链剂的引入提高了WPUT的增稠效果;另外发现减小PEG/HDI物质的量比值、PEG相对分子质量为6 000并在较低浓度范围内提高染料体系中WPUT含量时,WPUT对水性聚氨酯乳液的增稠效果更加明显.     

环氧改性水性聚氨酯的合成工艺及性能研究

采用甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚醚二元醇(GE-210)、1,4-丁二醇(BDO)、二羟甲基丙酸(DMPA)、环氧树脂(E-128)和丙烯酸羟丙酯(HPA)为主要原料,制备环氧改性水性聚氨酯乳液。研究预聚体中的—NCO和—OH物质的量之比(R)及小分子扩链剂、亲水扩链剂、环氧树脂的加入量,对粒径、黏度、贮存稳定性和涂膜耐水性的影响。实验结果表明:预聚体中R值为6～7;小分子扩链剂BDO用量为7%～8%;亲水扩链剂DMPA的用量为6%～7%;环氧树脂添加量为6%～7%时,乳液外观及稳定性最好,涂膜的耐水性能优异,可以作为一种性能优异的涂料用水性聚氨酯树脂。