高固含量阳离子水性聚氨酯的合成与性能

通过向软段中引入不同阳离子亲水链段十二胺聚氧乙烯醚(PAE),设计合成了一系列高固含量、高稳定性的阳离子水性聚氨酯。通过红外光谱、粒径、拉伸力学、热重分析、吸水率及接触角等测试对乳液及胶膜进行分析。研究发现,在PAE环氧乙烷(EO)数目为10,n(PAE)∶n(POL7112)=1∶9,n(NCO)/n(OH)=1.2时,可合成固含量为51.28%的阳离子水性聚氨酯,体系显良好双峰粒径分布趋势;随着PAE加入量的增加,胶膜的断裂伸长率显著增大,拉伸强度略有小幅下降趋势;热稳定性明显提高;随着PAE分子中EO数目的增加,乳液粒径变小,稳定性增强,胶膜的亲水性显著增强。     

高固含量磺酸型水性聚氨酯的制备与性能

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚(1,6-己二醇/新戊二醇-己二酸)(PHNA)、1,4-丁二醇(BDO)、乙二胺基乙磺酸钠(AAS)的水溶液(50%)为主要原料,三乙胺(TEA)为中和剂,利用2种乳化方法和不同的AAS用量制备了一系列的磺酸型水性聚氨酯乳液,并对乳液和胶膜的性能进行了测试。结果表明,与直接法相比,乳液分散法可以得到更高固含量的乳液;当AAS含量为2.2%时,乳液固含量能达到60%以上;乳液的透射电镜图像表明,乳液分散法可以对乳液粒径进行良好的设计与控制;乳液分散法引入了具有更小粒径和更多硬段的粒子,物理交联点增加,胶膜变得更致密;AAS含量为2.2%时,乳液分散法得到的胶膜吸水率为33.71%,拉伸强度为9.90 MPa,断裂伸长率为1262%,与直接法相比,胶膜吸水率降低66.24%,拉伸强度提高0.61 MPa,断裂伸长率降低110%。     

基于二聚酸多元醇的高固含量聚氨酯分散体的合成及乳液性能

以二聚酸二元醇、二羟甲基丙酸(DMPA)、三羟甲基丙烷(TMP)、异佛二酮二异氰酸酯(IPDI)、三乙胺(TEA)、乙二胺(EDA)为原料,采用预聚直接分散法合成了固含量50%以上的聚氨酯分散体(PUD)。研究结果表明,PUD平均粒径多为100 nm~110nm,粒径多分布于50 nm~200nm范围内,羧基和TMP含量的增加使胶粒粒径变小。透射电镜(TEM)表征显示分散体胶粒呈多分散性。PUD的黏度随剪切速率的增加而先增大,随后保持稳定,最后减小。     

粒料法合成高固含量聚氨酯分散体胶粘剂

以聚己二酸1,4-丁二醇酯(PBA-3000)为软段、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、1,4-丁二醇(BG)为硬段、聚醚二元醇磺酸盐(SPPG)作为亲水单体,采用本体聚合方法合成了聚氨酯离子聚合物。聚氨酯离子聚合物经造粒、丙酮溶解、水分散、去丙酮得到固含量为50%的高固含量聚氨酯分散体胶粘剂。研究了硬段含量、分子量对分散体平均粒径和粒径分布、胶膜的热学性能以及粘合性能的影响。聚氨酯分散体胶粘剂的最高初粘力为6N/mm,最高剥离强度为10.24 N/mm。     

高固含量乳液(St/BA/AA)的合成、乳胶粒径及其分布

采用滴加预乳化液的半连续乳液聚合方法,合成了固含量高达65%的苯乙烯/丙烯酸丁酯/丙烯酸(St/BA/AA)共聚物乳液,并系统研究了乳化剂含量、固含量、单体配比、功能单体浓度对乳胶粒大小及分布的影响,利用透射电子显微镜对乳胶粒子的微观形态进行了表征.结果表明,乳化剂及功能单体浓度增加,乳胶粒粒径减小,分布变窄;增加固含量、单体BA用量,乳胶粒径增大,分布加宽.高固含量(St/BA/AA)乳液的平均粒径在150 nm～500 nm范围内,粒径分散系数为1.06～2.5,乳胶粒子呈多分散分布.     

高固含量紫外光固化水性聚氨酯的制备及其在塑料涂料中的应用

选用已二异氰酸酯（HDI）、聚醚／聚己内酯多元醇、二羟甲基丙酸（DMPA）、羟基丙烯酸酯等合成光固化聚氨酯预聚物并制备成乳液。通过傅里叶变换红外光谱（FT—IR）对聚氨酯的结构进行表征,分子结构对乳液和涂膜性能具有重要的影响。实验通过调整分子结构,得到了30％wt-50％wt固含量的乳液,乳液稳定性好,耐水性优良,在塑料表面附着力好,可以满足塑料涂料性能要求的聚氨酯乳液涂料。     

胶原蛋白改性水性聚氨酯的合成及表征

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)与聚四氢呋喃醚二醇(PTMG-2000)为原料,二羟甲基丙酸(DMPA)为扩链剂,三乙胺为中和剂制备聚氨酯预聚体。采用碱水解法水解明胶,制备胶原蛋白水解液,作为后扩链剂,在乳化分散的同时进行链增长,得到胶原蛋白改性水性聚氨酯。研究胶原蛋白改性水性聚氨酯合成过程中R值、DMPA用量对其性能的影响,采用红外(FT-IR),差热分析(DSC)等分析对制备的胶原蛋白改性水性聚氨酯胶膜进行分析。在R值为1.30,DMPA用量为0.065mol条件下,制得的胶原蛋白改性水性聚氨酯膜的各项性能较好,结晶趋势增加,耐水性得到改善,平均粒径68.33nm,延伸率为554.5%,抗张强度为5.51N/mm。     

高固含量VAE/PVAc复合乳液的制备

以ＶＡＥ为种子,选择适宜的乳化剂用量并一次加入,进行ＶＡｃ半连续乳液聚合,通过电镜可看出获得了大、小粒子共存的复合体系,采用这种以加宽粒径分布为目的聚合工艺,制备出了固含量达到６０％的ＶＡＥ／ＰＶＡｃ复合乳液。     

纸张用水性聚氨酯分散体的开发及应用

用聚己内脂多元醇和PTMG混合和异氰酸脂反应制成自交联型水性聚氨酯分散体,系统的研究了各个因素对其性能的影响,并对此产品的实际应用进行了适应性验证.     

MDI-50型水性聚氨酯的合成及应用

以2,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯和4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯的混合物(MDI-50)为硬段,二羟甲基丙酸(DMPA)为水性扩链剂,聚碳酸酯二醇(PCDL)和聚丙二醇(PPG)为软段,合成了一系列的单组分水性聚氨酯乳液;研究了-NCO与-OH的摩尔比、DMPA的含量以及PCDL与PPG质量比对固化胶膜力学性能的影响,并将其涂覆在棉织物表面后,对涂层织物进行了扫描电镜观察、表面接触角测试。结果表明,随着-NCO与-OH的摩尔比、DMPA的含量以及PCDL与PPG质量比的增大,胶膜的拉伸强度都随之增大,断裂伸长率都随之减小;而涂覆有水性聚氨酯乳液的织物表面形貌平整,且接触角均大于90°,表现出良好的疏水性。     

固体颗粒的分散

详细阐述了固体颗粒分散的原理及实践。指出了颗粒分散研究所存在的问题和解决的办法。     

水性聚氨酯制备工艺对乳液黏度和胶粒尺寸的影响

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚四氢呋喃醚二醇(PTMG)、聚己内酯二醇(PCLD)、2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)以及1,4-丁二醇等为主要原料,经自乳化法分别制备出IPDI型水性聚氨酯PTMG-PU、PCLD-PU。红外光谱(FT-IR)测试证实了二者结构上的差别。通过研究合成制备工艺过程中多种因素对乳液黏度及胶粒粒径的影响,发现当控制中和度为90%~100%、n(NCO)/n(OH)比为1.13~1.20、DMPA质量分数为2.5%~9.0%以及乳化时叶片转速为1500 r/min~2000 r/min、加水速度为100 mL/min~200 mL/min(体系总体积200 mL)时,可制得乳液黏度和胶粒粒径适中且固含量可达40%以上稳定的IPDI型聚氨酯乳液。     

聚氨酯预聚体分散体胶粒的形成与扩链

以聚丙二醇(PPG)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二羟甲基丙酸(DMPA)、乙二胺(EDA)为原料合成了固含量40%的聚氨酯分散体。采用激光粒度分析仪测试了预聚体分散体胶粒形成和扩链过程中的平均粒径和粒径分布,透射电镜(TEM)表征了胶粒的形态结构。结果表明,预聚体分散体中可能存在理想胶粒、活性胶粒、可再分散胶粒,理想胶粒中的NCO处于胶粒内部,活性胶粒中的NCO处于胶粒的内部和表面;分散和扩链反应中活性胶粒之间的反应使胶粒粗化和呈双峰分布;提高预聚体nNCO/nOH、COOH%,预聚体分散体中活性胶粒增加;TEM显示聚氨酯分散体胶粒主要呈球形,部分呈不规则形态。     

高度支化水性聚氨酯的合成及性能

以甲苯-2,4-二异氰酸酯(TDI)、聚碳酸酯二醇(PCDL)、二羟甲基丙酸(DMPA)和聚醚胺(ATA)为原料,采用A2+B3法合成了具有高度支化结构的水性聚氨酯(HBAPU)乳液。用红外光谱(FT-IR)对产物结构进行表征;用光子相关光谱(PCS)研究了乳液的稳定性能,NCO/OH=1.3,w(DMPA)=6%时可以得到稳定的HBAPU乳液;采用旋转黏度计、差式扫描量热仪(DSC)、热失重分析仪(TG)、电子拉力机对产物的流变行为和各种性能进行了测试。结果表明,相对于线性水性聚氨酯(LAPU),HBAPU产物具有较低的黏度、良好的热稳定性、较高的Tg和拉伸强度。     

室温自交联水性聚氨酯分散体的合成与表征

采取新工艺以甲苯二异氰酸酯(TDI-80)、聚醚二元醇(N220)、三羟甲基丙烷(TMP)、二羟甲基丙酸(DMPA)、环氧树脂(E-20)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)等原料合成了聚氨酯一丙烯酸酯复合分散体(PUA-1),通过双丙酮丙烯酰胺(DAAM)引入酮羰基和己二酸二酰肼(ADH)引入肼基,合成了室温自交联复合分散体(PUA-2).探讨了DMPA,MMA,DAAM和ADH的加入量对分散体和涂膜性能的影响.通过傅立叶红外光谱(FTIR)、示差扫描量热仪(DSC)、接触角测量仪对PUA-1及PUA-2进行了表征.结果表明,当DMPA,MMA,DAAM的含量[占聚氨酯(PU)的质量分数]分别为6%,25%,2.5%及ADH与DAAM的摩尔比为1时,分散体和涂膜的综合性能较好;酮肼间发生了交联反应,交联使得胶膜的耐水性和力学性能得到了提高.     

水分散型阳离子聚丙烯酰胺的合成与应用

在(NH4)2SO4水溶液中,以甲基丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵(MBDAC)和丙烯酰胺(AM)为单体原料,聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(PDMC)为分散剂,采用水分散聚合技术,合成了环境友好型P(MBDAC-AM)共聚物。利用透射电镜观察其颗粒形貌,重点探讨了阳离子单体含量、分散剂浓度和无机盐用量对水分散聚合的影响以及各因素之间的协同效应。透射电镜显示,沉淀聚合物为2.0μm~8.0μm的球形或椭球形颗粒;水分散聚合的本质为固相自加速反应,即聚合反应主要发生在颗粒相;制备稳定水分散型P(MBDAC-AM)的适宜条件分别是:xMBDAC为5%~22%(单体)、wPDMC为1.5%~3.5%和w(NH4)2SO4为23%~28%。