溶胶-凝胶法制备SiO_2/水性聚氨酯杂化材料研究进展

主要介绍了有机-无机杂化材料的特点、溶胶-凝胶法的原理,并对溶胶-凝胶法制备二氧化硅(SiO_2)/水性聚氨酯(WPU)杂化材料的不同作用类型进行了综述。最后对SiO_2/WPU杂化材料存在的问题提出了解决措施及相关的建议,并对该杂化材料的发展方向进行了展望。     

一种简单方法合成聚氨酯/二氧化硅杂化材料及其性能研究

为了获取聚氨酯/二氧化硅(PU/SiO2)杂化材料,采用在聚氨酯主链中引入硅烷偶联剂,然后在碱性且潮湿的条件下加入正硅酸乙酯(TEOS)与硅烷偶联剂缩合形成二氧化硅从而制备出PU/SiO2杂化材料.通过热失重分析(TGA)、动态热机械(DMA)以及万能拉力试验机和接触角测试,详细研究了硅烷偶联剂以及TEOS的用量对PU/SiO2杂化材料性能的影响.结果表明,生成的二氧化硅与聚氨酯形成了较强的化学作用,而不是简单的共混,同时随着生成的二氧化硅的增多,杂化材料的热学性能和力学性能都有大幅的提高,并且膜的表面能也有明显降低.     

水性聚氨酯/SiO2纳米杂化物改性水性聚氨酯涂膜性能研究

采用溶胶-凝胶法制备出水性聚氨酯(WPU)/SiO2纳米杂化物(WPUS),将WPUS和水性聚氨酯乳液复配制得复合涂膜。通过纳米粒度仪测定了WPUS及不同WPUS含量复合乳液的粒径及其分布;通过原子力显微镜(AFM)、紫外-可见光分光光度计、拉伸实验机、视频高速接触角测量仪和吸水率测试等研究了不同WPUS含量复合涂膜的微观形貌和性能。结果表明:随WPUS含量增大,复合乳液的平均粒径和多分散指数(PDI)逐渐增大,但都保持在100 nm以内;随着WPUS含量从2%增大到10%,涂膜的表面粗糙度增大、SiO2分布变得不均匀,拉伸强度、断裂伸长率都表现出先增大后减小的趋势,在WPUS含量为4%～6%时具有最佳的力学性能;加入WPUS后,复合膜的耐水性提高、透光率减小,但透光率都保持在90%以上,其中700 nm处透光率表现出先减小后增大的趋势。     

纳米二氧化硅改性水性聚氨酯的研究进展

综述了纳米SiO_2改性水性聚氨酯(WPU)的背景和改性原理。目前纳米SiO_2改性水性聚氨酯常用且较成熟的三种方法:溶胶-凝胶法、共混法以及原位接枝聚合法。对这三种改性水性聚氨酯的方法进行分类概括,阐述近年来在这三种方法中用纳米SiO_2改性水性聚氨酯的研究进展。     

纳米二氧化硅改性水性聚氨酯分散液的制备与表征

采用沉淀和萃取相结合,硅烷偶联剂A-174包裹改性的方法,制备了改性的纳米二氧化硅含量为15%的聚氧化丙烯二醇分散液,并以其直接作为原料,与聚丙二醇(PPG)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)、三羟甲基丙烷(TMP)、三乙胺(TEA)、乙二胺(EDA)等其他原料,制备了一系列纳米SiO2粒子改性WPU样品。讨论了改性纳米SiO2加入量对乳液和涂膜性能的影响。研究表明:纳米SiO2聚醚二元醇分散液与预聚物发生了反应,纳米SiO2均匀分散在预聚物中,乳化后,纳米SiO2粒子在水性聚氨酯中分散性变好,纳米SiO2用量为预聚物质量的2.0%时,得到了稳定的纳米二氧化硅水性聚氨酯分散液,复合涂膜的断裂伸长率为300%,拉伸强度为13 MPa,耐水性、硬度、热稳定性得到较大的提高。     

PUA/纳米SiO_2预聚体制备及其UV固化杂化材料性能研究

在HDI(六亚甲基二异氰酸酯)三聚体表面接枝纳米SiO_2(二氧化硅),然后再与HEA(丙烯酸羟乙酯)进行反应,制备了PUA(聚氨酯丙烯酸酯)/纳米SiO_2预聚体及其UV(紫外光)固化的杂化材料,并探讨了PUA/纳米SiO_2预聚体掺量对杂化材料的硬度、柔韧性、耐冲击性、透明性和耐热性等影响。研究结果表明:当w(PUA/纳米SiO_2预聚体)=60%(相对于杂化材料质量而言)时,杂化材料的综合性能相对最好,表现为其固化时间为38 s、硬度为6H、柔韧性为1 mm、耐冲击性为26.5 kg·cm、透光率超过90%和耐热性(超过250℃)较佳。     

新型水性有机-无机杂化材料

合成了一种聚氨酯脲-聚丙烯酸酯/改性纳米氧化硅水性杂化材料,固体物质量分数为30%,电镜和红外光谱表明有粒径8～10nm的无机粒子包围在粒径50～200nm的聚合物颗粒之外,两者之间存在氢键。杂化材料水分散液的热、机械、冻融稳定性好。成膜后的强度、耐水、耐溶剂和粘附性能均随无机纳米粒子含量的增加而改善。     

水性聚氨酯/聚甲基丙烯酸甲酯杂化乳液的合成

用异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚丙二醇(PPG)和二羟甲丙酸(DMPA)合成了水性聚氨酯分散体(WPU),讨论了PPG摩尔质量,NCO/OH及PPG/DMPA比例对WPU乳液和涂膜性能的影响。以WPU为种子与甲基丙烯酸甲酯进行乳液聚合制备杂化乳液,研究了不同PU/PMMA物质的量比例对杂化乳液及涂膜性能的影响,并采用TEM对WPU及杂化乳液粒子进行了表征。结果表明,在以PPG1000为原料,NCO与OH物质的量比为1.4∶1,PPG与DMPA物质的量比为1∶0.8条件下制备的WPU杂化乳液,随着PMMA比例增加,杂化乳液的稳定性和成膜性变差,聚合物膜断裂伸长率降低,但铅笔硬度、耐水性及耐乙醇性均得到了改善。     

聚酰胺纳米杂化材料的研究进展

概述了聚酰胺纳米杂化材料的制备方法,分别从结晶性能、力学性能、阻燃性能、阻隔性能和摩擦学性能等方面介绍了聚酰胺纳米杂化材料的高性能化研究进展,指出了聚酰胺纳米杂化材料的研究方向,并对其发展前景进行了展望。     

水性聚氨酯/纳米SiO_2杂化材料的制备及性能研究

首先合成内交联的WPU预聚体,以KH550为偶联剂,加入亲水性的纳米SiO2(A200),通过溶胶-凝胶过程合成了一种水性聚氨酯/纳米SiO2杂化材料(WPUNS)。通过FTIR、TG、DSC、物理机械性能测试对WPUNS的结构和膜性能进行了研究,用动态激光光散射法测试了杂化乳液的粒径和粒径分布,并用TEM对乳液形貌进行了观察。红外分析表明,WPU大分子和A200之间形成了化学键,粒径和乳液形貌观察显示了PU大分子包裹A200粒子形成了复合粒子结构。当w(A200)由0增大到2%时,粒径由79.9 nm增至139.9 nm,膜的拉伸强度由6.32 MPa增加到20.46 MPa,吸水率由28.3%降低到6.3%,硬度亦相应提高。TG分析表明,A200的加入可以提高材料的耐热性。DSC表明,A200的加入使硬段Tg向高温扩展。     

水性聚氨酯-SiO_2纳米复合材料研究进展

介绍了水性聚氨酯纳米氧化硅复合材料的优异性能、纳米氧化硅的制备及分散方法、纳米氧化硅水性聚氨酯复合材料的制备方法及测试手段。     

纳米材料改性水性聚氨酯的研究进展

综述了纳米材料改性水性聚氨酯几种常用方法的特点和研究进展,指出了纳米材料改性水性聚氨酯存在的问题。     

纳米SiO_2改性水性聚氨酯胶粘剂的制备及性能

以PBA(聚酯二元醇)、IPDI(异佛尔酮二异氰酸酯)、DMPA(2,2-二羟甲基丙酸)和BDO(1,4-丁二醇)为原料,DBTDL(二月桂酸二丁基锡)为催化剂,TEA(三乙胺)为中和剂,乙二胺为扩链剂,水为介质,采用共混法和原位聚合法合成了纳米SiO_2(纳米二氧化硅)改性WPU(水性聚氨酯)胶粘剂。研究结果表明:纳米SiO_2能有效提高WPU胶膜的热稳定性,并且采用原位聚合法制得的纳米SiO_2改性WPU胶粘剂之性能优于共混法;当w(纳米SiO_2)=2.0%、w(DMPA)=4.7%(均相对于预聚体质量而言)和R=n(—NCO)/n(—OH)=3.0时,采用原位聚合法制得的纳米SiO_2改性WPU胶粘剂的综合性能相对最佳。     

水性聚氨酯材料研究现状

根据国内外近几年来的研究现状，从原料单体的结构、交联改性和复合改性出发，论述了国内外水性聚氨酯的研究进展，讨论了复合改性水性聚氨酯的研究进展。     

磺酸型水性聚氨酯的研究进展

综述了磺酸型水性聚氨酯乳液SWPU的制备、性能以及国内外研究进展。介绍了其应用领域和国内外应用情况,并对SWPU的发展及应用前景进行展望。()     

水性聚氨酯胶粘剂研究进展

介绍了水性聚氨酯胶粘剂制备方法,综述了水性聚氨酯改性研究进展,分析了提高水性聚氨酯胶粘剂的耐温性、耐水性、初粘性、润湿性及干燥速度的途径。     

硅氧烷化学改性水性聚氨酯研究进展

综述了硅氧烷化学改性水性聚氨酯的几种方法,其中包括羟基聚硅氧烷、氨基聚硅氧烷、环氧硅氧烷和硅氧烷-乙烯基多元改性。介绍了各类改性方法的反应过程及其研究现状,指出硅氧烷改性水性聚氨酯技术进一步发展的方向。     

丙烯酸酯改性水性聚氨酯的研究进展

介绍了丙烯酸酯改性水性聚氨酯乳液(PUA)的制备方法,其中包括乳液型丙烯酸酯改性水性聚氨酯、单体丙烯酸酯改性水性聚氨酯、溶剂型丙烯酸酯低聚物改性水性聚氨酯,指出了各改性方法的优缺点;概述了国内外的研究现状,对丙烯酸酯改性水性聚氨酯前景进行了展望。     

国外水性聚氨酯胶粘剂的研究进展

综述了水性聚氨酯(WPU)胶粘剂的特点以及国外近几年的研究动态,阐述了WPU的改性方法及机制。最后对WPU未来的发展方向进行了展望。