光固化水性聚氨酯/二氧化硅纳米复合膜的微结构与膜性能

在光固化水性聚氨酯乳液合成中原位引入纳米二氧化硅水溶胶制备复合乳液及复合膜,研究了二氧化硅粒径、表面化学特性对复合膜微观结构和性能的影响。透射电镜(TEM)和原子力显微镜(AFM)分析表明,表面有机改性二氧化硅很好分散在聚氨酯基体中,而酸性、碱性硅溶胶在聚氨酯基体中发生不同程度团聚和粘连,且不同粒径、表面化学特性的二氧化硅对纳米复合涂层表面形貌有较大影响;动态力学性能(DMA)分析表明,不同纳米二氧化硅引入对聚氨酯软硬段相分离产生较大影响,可不同程度提高复合膜的储能模量。     

PEGMA改性的光固化水性聚氨酯/二氧化硅纳米复合体系

采用水溶性大分子单体(PEGMA)改性纳米二氧化硅水溶胶(R301-PEGMA),并通过反相乳液法制备光固化水性聚氨酯纳米复合乳液。R301-PEGMA的引入使得复合乳液的粒径和黏度明显增大,透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)对复合膜微观结构的分析表明,改性纳米二氧化硅均匀分散在聚氨酯基体和涂层表面,动态力学分析表明,改性纳米二氧化硅可显著提高复合膜储存模量,并且tanδ峰出现明显宽化现象,说明R301-PEGMA与聚氨酯之间存在很强的相互作用。     

光敏性聚氨酯低聚物改性纳米二氧化硅及在光固化聚氨酯体系的应用

设计合成了异氰酸酯基(NCO)半封端光敏性聚氨酯低聚物,将其接枝到氨基硅氧烷改性的二氧化硅表面,制备了光固化聚氨酯/二氧化硅纳米复合膜。红外光谱和热重分析分析表明低聚物成功接枝到二氧化硅表面,透射电镜和扫描电镜分析表明低聚物改性的二氧化硅在甲苯、聚氨酯树脂中均匀分散,流变、动态力学分析和应力-应变分析表明纳米二氧化硅表面接枝的低聚物与聚氨酯分子之间存在较强相互作用,复合膜的弹性模量、储能模量和拉伸强度得到显著提高。     

PDMS/氨基硅氧烷复合改性水性聚氨酯的制备与性能研究

以聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚碳酸酯二元醇(PCD)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二羟甲基丙酸(DMPA)和γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)为原料通过丙酮法合成PDMS/氨基硅氧烷复合改性水性聚氨酯。采用傅里叶红外光谱仪、纳米粒度仪、电子万能试验机、紫外可见分光光度计对预聚体、复合乳液以及复合膜的结构和性能进行了分析。研究结果表明,相较于未改性水性聚氨酯膜,当PDMS含量为8%(wt,质量分数,下同),KH550含量为5%时,复合改性水性聚氨酯膜的杨氏模量、拉伸强度和耐水性能得到显著提高。     

一种中空二氧化硅微球掺杂改性的聚氨酯水性分散体乳液的研究

采用化学方法制备了一种中空二氧化硅微球掺杂改性的聚氨酯水性分散体乳液,并采用扫描电镜、投射电镜、热失重、紫外-可见光吸收和涂膜力学性能等测试手段对该中空二氧化硅微球掺杂聚氨酯分散体及其涂膜的微观结构、热、光和力学等性能进行研究.实验结果表明,该乳液具有良好的室温贮存稳定性能,中空二氧化硅微球与水性聚氨酯分散体具有良好的相容性和协同增强效应.中空二氧化硅微球的掺杂改性不仅能够提高聚氨酯涂膜的耐热性能,显著提高水性聚氨酯涂膜的硬度和耐水性,同时该掺杂聚氨酯涂膜还具有优异的抗紫外光能力.     

光固化水性聚氨酯导热涂层的制备及性能

为了提高光固化水性聚氨酯(WPU)涂层的导热性能,采用硅烷偶联剂和半封端聚氨酯来改性纳米氧化铝(Al_2O_3),将改性后的纳米Al_2O_3加入水性聚氨酯中制备了Al_2O_3/光固化水性聚氨酯导热复合涂层。利用光学接触角仪、电子拉力机、热重分析仪等对涂层的性能进行了研究,探讨不同Al_2O_3的改性方法对涂层耐水性、力学性能、水接触角、热稳定性和导热性能的影响,并用扫描电子显微镜(SEM)对材料断面的形貌进行了观察。结果表明:不同的Al_2O_3改性方法对光固化涂层的导热性能有较大的提高,热性能和接触角提高,拉伸强度和断裂伸长率也有一定增加。     

纳米SiO_2的光敏改性及在光固化复合涂层中的应用

以六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、4,4′-二羟基二苯甲酮(DHBP)、N-甲基二乙醇胺(MDEA)为原料,合成出主链含有夺氢型光引发剂以及共引发剂胺结构的NCO封端的聚氨酯预聚体,将预聚体接枝到纳米SiO_2表面,得到具有聚氨酯结构的光敏性纳米SiO_2(PU-photo-SiO_2),然后将其添加到聚氨酯丙烯酸酯树脂(PUA)中制备出光固化复合膜。红外光谱证实了PU-photo-SiO_2的成功合成;扫描电镜、热重分析、冲击强度等研究表明,PU-photo-SiO_2与光固化PUA树脂的相容性较好,利于提高光固化膜的热稳定性和力学性能。     

水性聚氨酯/纳米二氧化硅杂化材料的制备及性能

以三羟甲基丙烷(TMP)为内交联剂,合成了一种内交联的水性聚氨酯(WPU)预聚体,以KH550为偶联剂,加入亲水型纳米二氧化硅(A200),通过溶胶-凝胶过程合成了一种水性聚氨酯/纳米二氧化硅杂化材料(PUSi).通过红外光谱(FT-IR)、热重分析(TG)和透射电镜(TEM)等测试对PUSi的结构和性能进行了研究,并...     

溶胶-凝胶法超疏水含氟硅聚氨酯丙烯酸酯/SiO2杂化涂层的制备

以正硅酸乙酯(TEOS)和甲基三乙氧基硅烷(MTES)为前驱体,在含氟硅聚氨酯丙烯酸酯(FSiPUA)复合乳液中采用溶胶-凝胶法制备了超疏水杂化涂层。考察了MTES/TEOS的摩尔比和FSiPUA复合乳液用量等对涂层表面粗糙度、疏水性、成膜性等表面性能的影响。通过扫描电镜和接触角仪表征了涂层的微观结构及疏水性,利用马尔文粒度分析仪和傅里叶红外光谱仪分析了二氧化硅(SiO2)的平均粒径和化学结构。结果表明,随着MTES/TEOS摩尔比增加,杂化涂层的表面粗糙度逐渐下降,疏水性先增大后减小;随着FSiPUA复合乳液用量增加,涂层的成膜性逐渐变好;当(TEOS+MTES)∶C2H5OH∶NH3·H2O∶AMP-95的摩尔比为1∶6.67∶1.83∶0.24,MTES/TEOS摩尔比值为5,FSiPUA复合乳液用量为20%时,涂层具有超疏水特性,其水接触角(WCA)和滚动角(SA)分别为161.5°和2.8°,涂层表面对水滴具有优异的不粘附性。     

水性异氰酸酯改性石墨烯/聚氨酯复合乳液防腐性能研究

通过逐步聚合反应将异氰酸酯功能化石墨烯(IGN)接枝到水性聚氨酯(WPU)链段中,制备得到水性异氰酸酯改性石墨烯/聚氨酯纳米复合乳液(IGN/WPU)。通过傅里叶变换红外的光谱(红外光谱)、原子力显微镜(AFM)、扫描电镜(SEM)对氧化石墨烯(GO)、IGN、WPU及IGN/WPU复合材料的结构进行表征,并研究了IGN含量对复合乳液作为金属防腐涂层性能的影响。结果表明,随IGN含量增加,涂层硬度提高,水蒸气透过率下降,防腐效率增大。当m(IGN)=1%(质量分数)时,涂层硬度达到了2H,水蒸气透过率降低到51.98g/m2·h,与空白样相比防腐效率提高了94.70%。     

阻燃剂修饰聚多巴胺包覆二氧化硅/水性聚氨酯的制备及性能

以聚多巴胺包覆二氧化硅(PDA@SiO₂)、三氯氧磷(POCl₃)和4,4-二氨基二苯基甲烷(DDM)为原料，合成了阻燃剂修饰的聚多巴胺包覆二氧化硅(P/N-PDA@SiO₂),将其引入水性聚氨酯(WPPU),制得阻燃剂修饰聚多巴胺包覆二氧化硅/水性聚氨酯(P/N-PDA@SiO₂/WPPU)。通过扫描电镜、万能试验机、热失重、极限氧指数、垂直燃烧及锥形量热等测试了涂层的化学结构、断面形貌、力学性能、热稳定性、燃烧性能和阻燃机理。结果表明：加入P/N-PDA@SiO₂后，涂膜的力学性能出现先增加后降低的趋势，最大拉伸强度可达9.08MPa。涂层的热重分析表明，复合涂膜的残炭量高于纯WPPU涂膜。此外，复合涂膜的极限氧指数值随着P/N-PDA@SiO₂的添加而上升，阻燃等级达到V-0,热释放速率峰值、总热释放量、材料总升烟量分别降低了25.9%、13.5%、52.8%,表明了P/N-PDA@SiO₂对复合涂膜阻燃性能的稳定提升作用。     

硅丙乳液包覆Mg(OH)2核壳结构纳米粒子的制备与表征

为有效提高Mg(OH)_2纳米粒子在硅丙乳液中的相容性与分散稳定性,在油酸修饰Mg(OH)_2纳米粒子的基础上,以甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸与乙烯基三乙氧基硅烷为共聚单体,通过乳液聚合法制备出具有核壳结构的硅丙乳液包覆Mg(OH)_2复合材料。利用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)等测试手段对样品结构、形貌进行了表征。通过燃烧实验,研究了硅丙乳液包覆Mg(OH)_2纳米粒子对水性防火涂料阻燃性能的影响。结果表明,油酸通过酯化作用修饰在Mg(OH)_2纳米粒子表面,借助油酸分子中双键结构,丙烯酸类混合单体在纳米Mg(OH)_2表面完成聚合过程,形成以Mg(OH)_2纳米粒子为核、硅丙乳液为壳的复合材料。XRD与热分析表明经硅丙乳液包覆的纳米Mg(OH)_2晶体结构与热稳定性能未受影响。此外,掺杂0.1%(质量分数)的硅丙乳液包覆Mg(OH)_2可使水性防火涂料阻燃时间延长至113 min,较未掺杂水性涂料阻燃时间(91min)提高约23%。     

纳米SiO2改性水性聚氨酯的研究进展

综述了近年来纳米二氧化硅/水性聚氨酯复合材料的研究进展.重点介绍了纳米二氧化硅/水性聚氨酯复合材料的制备方法,展望了此类复合材料的发展趋势及应用前景.     

环氧-聚氨酯复合乳液的合成及表征

以甲苯二异氰酸酯(TDI-80)、聚醚二醇(N220)、二羟甲基丙酸(DMPA)、环氧树脂为主要原料,合成了环氧-聚氨酯复合乳液。主要讨论了环氧树脂对水性聚氨酯乳液及其涂膜性能的影响。实验结果表明,环氧-聚氨酯乳液的表面张力、粘度,涂膜的硬度、耐水性及力学性能随着环氧树脂用量的增大而增强,但乳液外观和稳定性变差,故适宜的环氧树脂添加量为4%～8%。采用傅里叶变换红外光谱、粒径分析仪、凝胶渗透色谱(GPC)、透射电镜(TEM)对乳液和涂膜进行了表征。傅里叶变换红外光谱分析表明,环氧树脂的环氧基和羟基都参与了反应。粒径分析仪和凝胶渗透色谱分析显示,加入环氧树脂后,水性聚氨酯(WPU)分散体粒径和分子量增大,粒径分布和分子量分布均变宽。     

环氧大豆油改性水性聚氨酯胶粘剂

以聚氧化丙烯二醇、甲苯二异氰酸酯等为原料,以环氧大豆油为改性剂制备出环氧大豆油改性聚氨酯乳液,以该乳液配制出复合软包装膜用水性聚氨酯胶粘剂.用傅立叶变换红外光谱和粒度分析仪对乳液进行了表征,考察了聚氨酯乳液的稳定性及其胶膜的耐水性,研究了水性聚氨酯胶粘剂对几种复合薄膜的粘接性能.红外分析表明,环氧大豆油中的环氧基发生反应,形成了环氧大豆油改性水性聚氨酯.当环氧大豆油用量为4%～6%(质量分数,后同),聚氨酯乳液的稳定性较好,粘度较小,胶膜的吸水率不高,以该乳液配制的胶粘剂可满足复合软包装膜对粘接的要求.     

水性透明隔热涂料的性能研究

以纳米氧化锡锑( ATO)水性浆料和水性聚氨酯(BayhydrolXP2593/1)为原料,采用共混法制备纳米ATO/水性聚氨酯复合涂料.研究了纳米ATO用量及涂膜厚度对涂膜力学、热学和光学性能的影响.结果表明,当w(ATO)/w(PU)=1:15时,所制得的纳米ATO/PU涂层硬度为2H,附着力为1级;涂层可见光平均...     

表面疏水修饰增强改性硅藻土调湿性能及其对聚氨酯膜透湿性的影响

水性聚氨酯(PU)是一种环保绿色的涂层材料,广泛应用于皮革、纺织、建筑涂层等领域。作为皮革、纺织涂层时,聚氨酯的透湿性决定服装的穿着舒适性,而常规水性聚氨酯的透湿性较差,需要对其进行改性获得透湿性优异的涂层。本文采用CaCl₂和十七氟癸基三甲氧基硅烷(FAS-17)对硅藻土进行改性,研究了改性条件对硅藻土结构和性能的影响,将调湿性能较好的改性硅藻土(FAS-17-CaCl₂-D)与PU复合,研究复合膜的透湿性。结果表明：采用质量浓度为30wt%CaCl₂和0.8wt%FAS-17改性的硅藻土综合性能最好,改性后硅藻土的比表面积、孔隙结构增大,调湿性能提高,FAS-17表面疏水修饰进一步强化了其调湿作用。将性能最好的FAS-17-CaCl₂-D与PU复合后,FAS-17-CaCl₂-D/PU透湿性随着FAS-17-CaCl₂-D用量的增加先增大后减小,复合膜的疏水性提高。1%FAS-17-CaCl₂-D与PU复合制备的复合膜透湿率最大,...     

阻燃抑烟水性聚氨酯的制备与性能

以聚酯二元醇、甲苯二异氰酸酯(TDI)、γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)、硼酸等为原料合成了一系列含硅、含硼的水性聚氨酯。利用红外光谱仪、激光粒度分析仪、接触角测量仪、锥形量热仪、烟密度测试仪等对合成的水性聚氨酯进行结构表征和性能测试。结果表明,硅氧烷被成功地引入到水性聚氨酯链段中;改性后的水性聚氨酯乳液粒径有增大的趋势,但乳液的稳定性没有明显的变化。与普通的水性聚氨酯膜相比,经过硅、硼改性的水性聚氨酯膜与水的接触角由51.0°增大到98.8°,具有一定的疏水性;最大热释放速率和总热释放量分别由408.6kW/m2和13.8 MJ/m2降低到246.3kW/m2和7.2 MJ/m2,烟密度由272.0降低到161.3,具有较好的阻燃、抑烟性能;另外,断裂强度也有所提高。     

光固化聚氨酯-丙烯酸酯乳液的制备及对纸张的增强作用

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚己内酯二元醇(PCL1000)、二羟甲基丁酸(DMBA)、季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)和丙酮等为原料合成了水性光固化聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液,并利用该乳液对纸张进行表面施胶。通过傅立叶红外光谱(FT-IR)和光散射对乳液的结构进行了分析;研究了n(NCO)/n(OH)比值(R值)对乳液和涂膜耐水性和力学性能的影响,紫外光(UV)固化前后对纸张物理性能的影响。结果表明,当n(NCO)/n(OH)=1.6,m(PETA)=12.6%时,乳液具有良好的稳定性,涂膜呈现良好的耐水性和力学强度,吸水率降至3.66%;UV固化后纸张湿强度提高41.65%,纸张环压指数达到5.25N.m/g。     

细菌纤维素-ZnO/水性聚氨酯复合薄膜的制备与性能

以细菌纤维素(BC)为模板,以ZnSO₄、NaOH和尿素为原料,通过水热法制备了具有新型刷状结构的细菌纤维素-ZnO(BC-ZnO)复合颗粒,尺寸约为3~5 μm,其中BC含量约为19wt%,并对其可能的形成机制进行阐述。将不同含量的BC-ZnO复合颗粒通过原位聚合法引入到水性聚氨酯(WPU)中得到细菌纤维素-ZnO/水性聚氨酯(BC-ZnO/WPU)复合薄膜,对复合膜的结构与性能进行了表征。结果表明:复合颗粒在WPU中分散良好;复合膜的拉伸强度在BC-ZnO含量为1.0wt%时达到最高,相较于纯WPU提高了84.6%;吸水率从16.5%降到4.9%;BC-ZnO的引入提高了复合膜的初始热稳定性;复合膜具有良好的抗菌性,当BC-ZnO含量为1.3wt%时,对金黄色葡萄球菌的抗菌率超过99%,对大肠杆菌的抗菌率超过85%。