聚氨酯基有机/无机复合注浆材料的研究进展

无机改性聚氨酯注浆材料由于阻燃好、成本低廉、热稳定性好和力学性能优良等优势,在科研和产业领域引起了广泛关注。针对近年来国内外在聚氨酯基有机/无机复合注浆材料领域的最新进展进行了综述,着重介绍了水玻璃、水泥砂浆和SiO_2等无机改性聚氨酯注浆材料的制备方法及性能特点,并对聚氨酯基有机/无机复合注浆材料未来的发展进行了展望。     

纳米SiO2改性聚氨酯注浆材料的制备及性能研究

采用原位聚合法,通过掺入不同含量(0,2%,4%和6%)(质量分数)的纳米SiO₂,制备了纳米SiO₂改性聚氨酯注浆材料。通过电子密度计、黏度计、电子万能试验机和SEM等对该材料的密度、包水性、凝胶时间、力学性能和微观形貌等进行了测试表征。结果表明,随着纳米SiO₂含量的增加,改性聚氨酯注浆材料的密度、黏度、固含量、凝胶时间和包水性均呈现出逐渐增大的趋势。当纳米SiO₂的含量为6%(质量分数)时,试样的密度、黏度、凝胶时间、固含量、包水性和压缩强度均达到了最大值,分别为1.21 g/mol, 1 769 mPa·s, 140.8 s, 78%,53.9 s和0.115 MPa;随着纳米SiO₂含量的增加,改性聚氨酯注浆材料的遇水膨胀率和发泡率均呈现出逐渐减小的趋势,当纳米SiO₂的含量为6%(质量分数)时,试样的遇水膨胀率和发泡率达到了最小值,分别为811.2%和150.5%;SEM分析发现,未掺杂纳米SiO₂的聚氨酯注浆材料的尺寸分...     

改性聚氨酯防水材料的流变性能

利用RS150型平板流变仪测试了改性聚氨酯防水材料的表观黏度、粘流活化能、非牛顿指数等流变参数,讨论了剪切速率、剪切应力和温度等对改性聚氨酯防水材料表观黏度的影响。实验结果表明,改性聚氨酯防水涂料的表观黏度随温度的升高而降低;在实验温度范围中,改性聚氨酯防水材料的表观黏度随剪切速率和剪切应力的增大而降低,其非牛顿指数n小于1,并且随着温度升高而增大,表明改性聚氨酯防水材料为假塑性流体;其粘流活化能E0为19.73 kJ/mol。     

矿用聚氨酯注浆材料的应用研究

综述了聚氨酯注浆材料体系的组成及加固机理,总结了近年来国内外在改良聚氨酯注浆材料阻燃性能、渗透性能、力学性能等方面的研究成果,介绍了国内外在开发利用可再生资源合成新型聚氨酯材料方面的研究进展。结合目前聚氨酯注浆材料在应用中存在的主要技术问题,对聚氨酯注浆材料今后的研究方向提出了建议,展望了其应用前景。     

改性偶氮二甲酰胺/水复合发泡在硬质聚氨酯发泡中的应用研究

目的 通过偶氮二甲酰胺(AC)热分解反应释放出发泡用气体,用改性偶氮二甲酰胺/水复合发泡制备无卤素硬质聚氨酯泡沫(RPUF)。探讨改性偶氮二甲酰胺在聚氨酯发泡中的可行性。方法 通过改变体系中改性偶氮二甲酰胺的用量,探讨改性偶氮二甲酰胺对聚醚发泡体系黏度、聚氨酯泡沫力学性能和导热系数的影响。结果 发泡剂的加入能显著降低聚醚体系的黏度,提高发泡物料的流动性,随着改性AC用量的增加,体系黏度逐渐增加,当改性AC的添加量为0.3 g时,体系黏度最低为2 080 mPa.s。当改性AC用量为0.75 g时,聚氨酯泡沫的表观密度为78.65 kg/m³,压缩强度为539.35 kPa,改性AC的加入使得聚氨酯泡沫的导热系数增高,导热系数为0.023 51 W/mK。结论 改性AC的加入能显著提高硬质聚氨酯泡沫的压缩强度,相比纯水发泡,二者复合发泡性能更优异,可以作为无卤素发泡剂应用于聚氨酯发泡。     

磷酸哌嗪阻燃剂的合成及其在聚氨酯注浆材料中的应用

聚氨酯(PU)作为注浆材料在矿井下有广泛的应用，但由于其在固化过程中放热，可能导致自燃，给井下应用带来安全隐患，因此提高聚氨酯材料的阻燃性能是非常重要的。以磷酸和无水哌嗪为原料合成了一种N-P协同型无卤阻燃剂聚磷酸哌嗪。以红外光谱和热重分析对其结构以及热性能进行表征；进一步将聚磷酸哌嗪以不同添加量对聚氨酯进行阻燃改性，研究改性后阻燃聚氨酯的各种性能。结果表明：聚磷酸哌嗪对PU具有明显的促进成炭作用。随着添加量的增加，极限氧指数(LOI)增长显著，其中PU-聚磷酸哌嗪20%的LOI值可达28.5%,UL-94的等级可达V-0级，属于难燃自熄材料，可以达到矿用注浆材料的新阻燃标准。扫描电镜测试结果表明，其燃烧后残炭表面为致密炭层，具有凝聚相阻燃特征。力学测试结果表明，随着聚磷酸哌嗪含量的增加，聚氨酯的力学性能会有所降低，但添加量为20%时，抗压强度仍然大于40MPa,满足最新安全标准要求。     

环氧树脂E-44改性聚氨酯软泡的粘附性能研究

采用预聚体法制备了环氧树脂(EP)改性聚氨酯(PU)预聚体,使用DMP-30作为发泡反应催化剂制得改性聚氨酯软泡材料。研究了改性方法以及环氧含量对聚氨酯软泡材料粘附性能的影响。采用红外光谱分析了环氧树脂改性聚氨酯预聚体的反应过程,并对改性后聚氨酯软泡材料的粘附性能进行了测定和分析。结果表明:环氧树脂接枝改性的聚氨酯软泡材料比物理混合改性具有更好的粘附性能,且都在环氧含量为50%时粘附强度最大;相比与未改性的聚氨酯软泡材料,接枝改性后初粘强度和最大粘附强度分别提高了11倍和8.5倍。     

聚氨酯/水玻璃注浆材料固化过程中的微观结构和力学性能

使用力学测试、扫描电子显微镜、X射线能谱仪和透射/漫反射红外光谱等手段分析了聚氨酯/水玻璃注浆材料在固化过程中的微观结构和宏观力学性能的变化。结果表明：聚氨酯/水玻璃注浆材料的固化具有明显的阶段性,在前7 d注浆材料的抗压强度、断裂韧度和弯曲强度迅速提高,分别达到55.4 MPa、1025.3 MPa·m^1/2和29.4 MPa,随后缓慢提高到58 MPa、1220.4 MPa·m^1/2和37.4 MPa。注浆材料的宏观力学性能,主要取决于有机相的交联固化程度。注浆材料的固化过程涉及有机相与水玻璃之间持续的水、二氧化碳和热交换,最终形成了由多异氰酸酯与水、聚醚多元醇反应生成的聚脲/聚氨酯和水玻璃凝胶固化后的硅酸盐颗粒组成的聚氨酯/水玻璃复合材料。     

封端剂对聚氨酯分散液性能的影响

目的研究封端剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)和丙烯酸羟乙酯(HEA)对聚氨酯分散液(WPU)性能的影响。方法采用预聚体法合成聚氨酯分散液,通过傅里叶红外光谱(FTIR)对改性聚氨酯特征官能团进行表征,探讨KH550和HEA用量对聚氨酯分散液粒径大小与分布、表面张力、黏度以及附着力的影响。结果 WPU的粒径随着KH550用量的增加而逐渐增大,且分布变宽,黏度变小;KH550的引入降低了分散液的表面张力;HEA的引入对表面张力的影响较小,WPU的粒径随着HEA用量的增大而逐渐变小,且分布变窄,黏度变大。2种封端剂改性后分散液在PA、PET包装薄膜上表现出了良好的附着力。结论 KH550的引入能够提升水性聚氨酯在薄膜上的附着力,调节分散液黏度。     

聚氨酯无机杂化材料研究进展及应用前景

介绍了聚氨酯无机杂化材料的性能,叙述了制备聚氨酯无机杂化材料的4种主要方法.重点对国内外聚氨酯无机杂化材料的研究现状进行了分析,对纳米SiO2和蒙脱土杂化的聚氨酯杂化材料进行了着重阐述,进而探讨了无机杂化材料在聚氨酯注浆材料中应用的可能性和今后发展前景.     

可扩链双马来酰亚胺对聚氨酯-环氧树脂基体的改性及性能表征

采用可扩链的双马来酰亚胺(BMI)和聚氨酯改性环氧树脂在4，4’-二氨基二苯基甲烷存在下固化制备了MBI改性聚氨酯-环氧树脂内部交联网络聚合物，通过红外光谱分析证实了聚氨酯在环氧骨架上的接枝，并对改性材料的力学性能、热性能和形态学进行了研究。由力学性能及热性能的研究结果表明聚氨酯与环氧树脂的复合提高了环氧树脂的机械强度，但同时也降低了玻璃化转变温度和热稳定性，而BMI与聚氨酯-环氧树脂体系的复合提高了材料的热稳定性、拉伸强度和弯曲强度，降低了材料的冲击强度和玻璃化转变温度。我们还利用扫描电子显微镜分别研究了聚氨酯改性环氧树脂和可扩链的BMI改性聚氨酯-环氧树脂体系的表面形态。     

疏水聚氨酯海绵吸油材料研究进展

采用吸油材料处理油水混合物是油水分离领域一种重要的方法,综述了疏水聚氨酯海绵作为吸油材料的最新研究成果。首先概括了聚氨酯海绵吸油过程和机理,以及聚氨酯海绵疏水改性的两种思路。然后全面介绍了通过简单浸涂、层层自组装、枝接改性、溶胶-凝胶、化学刻蚀等表面改性方法制备的疏水聚氨酯海绵,以及通过优化发泡底物和共混改性试剂直接合成的疏水聚氨酯海绵。最后总结了研究中存在的问题,主要是采用疏水聚氨酯海绵对处理乳化油的研究较少,且对乳化油的吸油机理的认识还很浅。     

矿用聚氨酯/水玻璃堵水复合材料的制备及研究

随着煤矿开采力度加大,突水、动水等灾害严重影响施工人员的安全,注浆堵水材料发挥着重要的作用。采用水玻璃对聚氨酯改性,制备合成聚氨酯/水玻璃(PU/WG)复合注浆材料。探究催化剂[二月桂酸二丁基锡(DBTDL)、二甲基苄胺(BDMA)、二甲胺基乙氧基乙醇(DMAEE)]对复合材料固化时间和最高反应温度的影响,得到其最佳配方为DBTDL∶BDMA=1∶1(总含量为0.2%)。同时,通过力学性能、最高反应温度等参数探究不同水玻璃模数对PU/WG复合材料的影响,得到水玻璃模数为2.31的效果最好,并对其进行抗老化性能、水质影响、渗透系数等测试,结果表明其均符合最新行业安全标准AQ/T 1087—2020《煤矿堵水用高分子材料》,PU/WG复合材料在煤矿堵水方面有潜在应用前景。     

聚氨酯抗菌生物材料的研究进展

生物材料的植入为细菌粘附提供位点,常引发感染等并发症。聚氨酯材料被称为是理想的生物材料,对它的抗菌改性是近年来的研究热点之一。按照改性方法的不同,综述了10年来聚氨酯生物材料在抗菌改性上的研究进展,并对抗菌抗感染聚氨酯材料的未来发展做出展望。     

水性聚氨酯涂料的研究进展

综述了单组分水性聚氨酯涂料、双组分水性聚氨酯涂料和水性改性聚氨酯材料的特点及其研究进展     

纳米SiO2/玄武岩纤维复合改性聚氨酯注浆材料研究

利用纳米SiO2和玄武岩纤维对聚氨酯注浆材料进行复合改性,制备了聚氨酯固结体,研究了异氰酸酯指数,水、纳米SiO2和玄武岩纤维的添加量以及玄武岩纤维的长度等因素对聚氨酯固结体压缩、拉伸性能的影响主次顺序,利用傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)、扫描电镜仪(SEM)对试样进行表征.结果表明:纳米SiO2和玄武岩纤维对固结体有增强作用,当异氰酸酯指数为1.20、水的添加量为0.5％、纳米SiO2的添加量为2.0％、玄武岩纤维的添加量为5.0％、纤维长度分别为3.0mm时,材料的压缩强度达到最佳值.     

空心玻璃微珠对聚氨酯介电性能的影响

以空心玻璃微珠为无机填料，通过与聚氨酯采取物理混合的方法，经过真空除泡，浇注，高温固化，制备获得聚氨酯/玻璃微珠低介电常数复合材料。通过测试不同含量、不同粒径以及不同湿度下玻璃微珠/聚氨酯材料的介电常数，分析玻璃微珠对聚氨酯材料介电性能的影响。结果表明：添加适当比例的空心玻璃微珠，聚氨酯材料能够在保持较好机械性能的情况下获得更低的介电常数。当空心玻璃微珠含量为15%时，复合材料在保持材料原有力学性能的同时，频率10⁶Hz时的介电常数由3.9降低到2.5左右。当复合材料在空气湿度较大的环境时，经过表面改性的复合材料的介电常数稳定性相比于未改性的稳定性好；玻璃微珠的粒径越小，复合材料的介电常数越低。     

双组分PU/EP注浆加固材料的动态流变性能研究

制备了煤岩体注浆加固用聚氨酯/环氧树脂双组分注浆材料,对A、B双组分浆液的动态流变性能进行了研究。结果表明,浆液的非牛顿指数随着温度升高而减小。在30℃时,当A料中聚醚多元醇KGF400D与KGF450质量比为1∶1,B料PAPI质量分数为90%,TCPP质量分数为10%时,双组分浆液均接近牛顿流体,浆液的灌注性能稳定;在A料组分为纯的KGF400D时,双组分浆液黏度对温度敏感性相同。     

有机硅/聚氨酯共聚物的制备研究与应用

有机硅改性聚氨酯结合了聚氨酯材料及有机硅材料的优异性能,具有广泛的应用前景.共聚法是制备有机硅改性聚氨酯的最佳方法.本文综述了有机硅/聚氨酯共聚物的制备方法,对其相关应用进行了介绍,并对这类材料的发展前景进行了展望.     

滑石粉/玄武岩纤维复合改性矿业工程用聚氨酯注浆材料

采用正交试验研究了滑石粉的用量、玄武岩纤维的用量及长度对聚氨酯注浆材料的压缩、冲击和拉伸性能的影响.滑石粉含量为3%,玄武岩纤维含量为7%,纤维长度为5mm,聚氨酯注浆材料具有最佳的力学性能,压缩强度达25.567MPa、冲击强度达10.89kJ·m-2和拉伸强度达10.92MPa.SEM观察表明,增强材料充分填充于胞...