γ-（甲基丙烯酰氧基）丙基三甲氧基硅烷改性聚氨酯的研究

以异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、聚四氢呋喃二醇（PTMG）、γ-（甲基丙烯酰氧基）丙基三甲氧基硅烷（MEMO）为基本原料,制备了硅烷改性聚氨酯乳液,并外加氮丙啶进一步提高了胶膜的性能。衰减全反射傅里叶变换红外光谱（ATR-FT-IR）对产物的结构进行了表征,考察了MEMO含量对乳液粒径、胶膜耐水性、力学性能及热性能的影响,同时对胶膜的结晶性及接触角进行了测试。结果表明ATR-FT-IR证实了MEMO成功地反应到了聚氨酯分子链上;在m（MEMO）=5.67%,m（AZ）=2%时,胶膜的耐水性最低为14.84%,胶膜的最大拉伸强度为17.334MPa,断裂伸长率为232.56%,改性后聚氨酯的热稳定性提高,结晶性及表面能均降低。     

有机硅-聚氨酯-环氧树脂三元共聚物的合成及表面性能研究

以甲苯-2,4-二异氰酸酯(TDI)、聚醚二元醇为主要原料制得-NCO封端的预聚体,并按一定比例和环氧树脂E-51混合均匀;另用3-氨丙基三乙氧基硅烷(硅烷偶联剂550)、八甲基环四硅氧烷(D4)合成一系列分子量不同的氨丙基聚硅氧烷,利用多元胺作固化剂,合成一系列氨丙基聚硅氧烷改性聚氨酯/环氧共聚物。测试了材料的力学性能、表面接触角、吸水率,同时对材料进行了表面电子能谱(ESCA)分析。结果表明:氨丙基聚硅氧烷-聚氨酯-环氧三元共聚物具有良好的拉伸强度、疏水性能以及较低的表面张力。     

不同偶联剂对白炭黑表面的改性及其表征

采用3种硅烷偶联剂双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物(Si69)、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH570)、乙基三甲氧基硅烷(11-100)对沉淀法白炭黑粉体进行有机湿法改性。借助傅里叶红外光谱、接触角仪、纳米粒度及Zeta电位仪、扫描电镜等检测手段对白炭黑改性前后的结构及性能进行表征,研究考察3种不同偶联剂对沉淀法白炭黑的疏水性及分散性的影响。结果表明:3种不同硅烷偶联剂都已成功接枝到白炭黑表面,其中Si69改性的白炭黑剩余羟基数与未改性白炭黑表面羟基数的比值最小,为34.23%;经偶联剂改性后的白炭黑,团聚现象减弱,粒径分布变窄,分散性得到改善,疏水性大小依次为Si69-Si O_2KH570-Si O_211-100-Si O_2;综合对比3种偶联剂的改性效果,Si69的改性效果最好。     

含共引发剂胺的二苯甲酮光引发剂的制备与性能

通过4-(2,3-环氧丙氧基)二苯甲酮(EBP)与N-甲基乙醇胺的加成反应,成功制备了含共引发剂胺的二苯甲酮光引发剂4-[2-羟基-3-(2-羟乙基-2-甲基)氨基]丙氧基二苯甲酮(APBP)。以EBP的水解制备了4-(2,3-二羟基)丙氧基二苯甲酮(HPBP),作为研究APBP光物理化学性能的模型化合物。通过红外光谱、元素分析和核磁共振氢谱证实了APBP和HPBP的分子结构;用紫外吸收光谱研究了APBP的紫外吸收效应;用光致差示扫描量热计研究了3种光引发剂体系二苯甲酮(BP)/N-甲基二乙醇胺(MDEA)、HPBP/MDEA和APBP引发1,6-己二醇二丙烯酸酯(HDDA)的光聚合反应。结果表明,APBP引发HDDA光聚合的效率最高,且无需额外添加共引发剂胺。     

季铵盐修饰有机硅改性聚氨酯的制备与杀菌性能

以制备环境友好型海洋防污涂料为目标,利用自制的双羟基封端剂、2,4,6-三(3-氯丙基)-2,4,6-三甲基-环三硅氧烷和八甲基环四硅氧烷(D4),通过开环共聚得到含氯丙基双羟基封端聚硅氧烷,然后经季铵化反应在聚硅氧烷链上引入具有杀菌性的季铵盐基团,最后通过活性基团羟基与异氰酸酯反应合成聚氨酯材料并进一步对聚氨酯的表面性能与抗菌性能进行了表征。结果表明:季铵盐含量为20%时,聚氨酯不仅具有低表面能特性,而且对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌的杀菌率都能到达90%以上,而且有机硅分子量相近时,季铵盐含量越高,杀菌性越好,但疏水性越差。     

水性聚氨酯导热复合材料的制备及性能研究

以氧化石墨烯为原料，采用3-氨丙基三乙氧基硅烷对其进行氨基化改性，利用水解产生的硅羟基和氧化石墨烯表面的含氧官能团进行缩合反应后，在使用二乙醇胺进行还原，得到改性还原石墨烯，对改性结果进行红外光谱分析。将其作为导热填料与内交联水性聚氨酯乳液原位聚合制备改性还原石墨烯/水性聚氨酯复合乳液，放入四氟乙烯模具室温干燥成膜，得到胶膜样品。利用万能材料试验机、导热系数测试仪和热重分析仪等手段研究填料质量分数对复合胶膜机械性能、导热性能和热稳定性的影响，利用扫描电镜观察胶膜的形貌，搭建热界面实验台考察其散热效果。结果表明：利用氨基化石墨烯改性水性聚氨酯，胶膜的拉伸强度、断裂伸长率、导热性能和热稳定性都能得到明显的提升。当填料质量分数为3%时，复合胶膜较纯胶膜热源温度降低了2.4℃,界面间传热效率得到提高。     

有机磷毒剂压电传感器敏感材料的制备及性能研究

以邻氟苯酚、3-溴丙烯与含氢硅油为原料,合成有机磷毒剂压电传感器敏感材料聚甲基[3-(2-羟基-3-氟)苯基]丙基硅氧烷.将聚甲基[3-(2-羟基-3-氟)苯基]丙基硅氧烷料涂覆在QCM传感器上,研究其对有机磷毒剂模拟剂甲基膦酸二甲酯(DMMP)和其它干扰气体的响应.结果表明,在13.2×10-6～65.8×10-6范围内,传感器对DMMP的响应成呈好的线性关系,灵敏度为9.369×106 Hz,最低检测极限为0.323×10-6(S/N=3),对DMMP的响应远高于其它干扰气体.     

聚氨酯与环氧树脂乳液互穿网络聚合物的制备

聚氨酯是一种无溶剂型的环保材料，传统聚氨酯以聚酯类与聚醚类多元醇为主[1]，而这两种软段合成的聚氨酯的耐水性能与力学性能等有待提高[2][3]。聚碳酸亚丙酯二醇拥有较好的力学性能与耐水解能力。本研究采用聚碳酸亚丙酯二醇(PCD-2000)为软段[4]合成聚氨酯(WPU)。在此基础上，使用互穿网络技术，制备聚氨酯与聚丙烯酸酯的乳液互穿网络聚合物[5](PU/EP LIPN)。本实验主要探究了聚氨酯与环氧树脂的乳液能否形成互穿网络聚合物；不同环氧树脂固化剂添加方式对PU/EP LIPN的影响；不同量的后扩链[6]和固化剂加入量对PU/EP LIPN的涂膜性能的影响。实验结果表明，聚氨酯中的环氧树脂已经固化，成功建立了互穿网络结构；使用环氧树脂聚合物对聚氨酯进行改性之后，断裂伸长率明显下降，耐水性提高；在0.5后扩链系数时，乳液胶膜拥有较好的成膜性能，力学强度；耐水性随后扩链系数的变大先增强后减弱。     

有机硅-聚氨酯嵌段共聚物的研究

研究了一系列低分子量的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷齐聚物及1,3-二(3-羟丙基)四甲基二硅氧烷的合成方法,制取了分子量可以控制的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷低聚物。使之与聚氨酯预聚体进行共聚、形成一系列有机硅-聚氯酯嵌段共聚物。并对其反应动力学和共聚物的相态结构进行了研究。     

氨基硅油接枝聚碳酸亚丙酯水性聚氨酯的合成与性能

以聚碳酸亚丙酯多元醇(PPC)为软段,以二羟基丙酸(DMPA)为亲水扩链剂,合成水性聚氨酯(WPU)预聚体,通过氨基硅油(AEAPS)接枝改性制备了系列WPU乳液。采用红外光谱(FT-IR)、原子力显微镜(AFM)、X射线衍射(XRD)、热重分析(TGA)、接触角和耐水试验对WPU结构和性能进行表征。结果表明,纯PPC型WPU胶膜软硬段微相分离不明显,AEAPS改性胶膜软硬段微相分离明显,胶膜的结晶性随着AEAPS含量的增大而降低,胶膜耐热稳定性、耐水性和水接触角随着AEAPS含量的增大而提高。     

聚氨酯/聚硅氧烷IPN阻尼材料研究

以聚四氢呋喃醚MDI聚氨酯和聚二甲基硅氧烷合成PU／PDMS IPN阻尼材料,用SEM和XPS分析了IPN的形态结构和元素分布,用DMA分析了动态力学性能,结果表明,各聚合物组分在IPN表面和内部的分布是不均匀的,这种不均匀性与PU与PDMS的相容性及组成比例有关。     

封端型水性聚氨酯树脂的结构与性能

以聚酯多元醇、甲苯二异氰酸酯和二羟甲基丙酸为主要原料,丙烯酸单体封端,加入改性剂三羟甲基丙烷脱水蓖麻油酸酯(TMPDCO),制备出稳定的水性聚氨酯分散体。涂膜耐化学品性和凝胶含量测定说明,TMPDCO的加入增加了涂膜的交联度,提高了涂膜的耐化学品性。差示扫描量热法测试表明,加入封端剂增加了涂膜交联度,涂膜玻璃化转变温度明显提高。力学性能测试说明,聚酯作为软段的水性聚氨酯树脂较聚醚型耐水性好。X射线衍射分析说明,随着硬段规整度的增加,衍射峰中心依次向高角度偏移。红外表征说明,不同硬段合成水性聚氨酯的氨基甲酸酯键波数不同。     

硬段阻燃改性水性聚氨酯的性能

对二溴新戊二醇(DBNPG)阻燃改性水性聚氨酯的性能进行了研究。对改性后的乳液进行了高温稳定性、低温稳定性、力学稳定性测试,同时用透射电镜表征了聚氨酯在水中的分散状态,用Brookfied黏度计测试其流变性能。对水性聚氨酯胶膜进行了力学性能,吸水率,接触角测试。实验发现,相比未改性的水性聚氨酯,在相同二羟甲基丙酸(DMPA)含量的前提下,DBNPG改性的水性聚氨酯乳液稳定性良好,聚氨酯粒径增加,分布均匀且形状规整,胶膜接触角增大,吸水率显著减小。此外随改性程度的增加,拉伸强度逐渐增大,断裂伸长率逐渐减小。流变性能测试表明两者均为牛顿流体。     

聚二甲基硅氧烷／聚氨酯共混体系的增容作用

采用聚二甲基硅氧烷－ｂ－聚乙二醇嵌段共聚物为增容剂，增容聚二甲基硅氧烷／聚氨酯共混体系，重点研究了增容剂的增容效应。结果表明，ＤＭＳ－ｂ－ＯＥ对ＰＤＭＳ／ＰＵ共混体系的增容效果与聚氨酯的化学结构有关；ＤＭＳ－ｂ－ＯＥ对聚二甲基硅氧烷／聚四氢呋聚氨酯共混体系有良好的增容作用使其力学性能有明显的提高。     

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.     

TMP/蔗糖改性鞋用水性聚氨酯胶粘剂的合成及性能表征

以聚乙二醇(PEG)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为基料.三羟甲基丙烷(TMP)、蔗糖为交联剂改性制备水性聚氨酯胶粘剂.通过差示扫描量热(DSC)、凝胶渗透色谱(GPC)和激光粒度仪等考察了TMP含量对水性聚氨酯乳液和胶膜性能的影响,确定TMP在蔗糖体系中的最佳含量,并将制备的胶粘剂用于不同鞋材的粘接.结果表明,随着...     

线型聚硅氧烷改性聚醚型聚氨酯/环氧树脂互穿聚合物网络

以端羟基聚硅氧烷(PDMS)、4,4,-二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)、聚醚多元醇为原料制得端异氰酸酯基(-NCO)聚氨酯预聚体,再与环氧树脂E-44反应制得一系列聚硅氧烷改性聚氨酯/环氧树脂互穿聚合物网络。通过红外光谱、接触角、拉伸试验、动态力学分析、扫描电子显微镜对聚合物体系的结构与性能进行了研究和表征。实验结果表明,聚硅氧烷的引入使得互穿聚合物网络的表面疏水性增强,表面自由能降低,拉伸强度下降但断裂伸长率升高。随着聚硅氧烷用量的增加,聚合物体系的玻璃化转变温度从-45℃提高到了-36℃。     

Characterization and bioactive properties of zirconia based polymeric hybrid for orthopedic applications

Zirconia is a transition metal oxide with current applications to orthopedic implants. It has been shown to up-regulate specific genes involved in bio-integration and injury repair. This study examines the effects of zirconia and polydimethylsiloxane (PDMS) hybrids on the proliferation and viability of human primary osteoblast and fibroblast cells. In this study, zirconia–PDMS hybrid coatings were synthesized using a modified sol gel process. The hybrid material was characterized using optical microscopy, scanning electron microscopy, X-ray photoelectron spectroscopy, and contact angle analysis. This study demonstrates that Zr–PMDS surface materials display hydrophobic surface properties coupled with a preferential deposition of polymer near the surface. Primary osteoblast and fibroblast proliferation and viability on hybrid coated surfaces were evaluated via a rapid screening methodology using WST-1 and calcein AM assays. The cells were seed at 5,000 cells per well in 96-well plates coated with various composition of Zr–PDMS hybrids. The results showed increasing cell proliferation with increasing zirconia concentration, which peaked at 90 % v/v zirconia. Proliferation of osteoblasts and fibroblasts displayed similar trends on the hybrid material, although osteoblasts displayed a bi-phasic dose response by the calcein AM assay. The results of this current study show that Zr–PDMS may be used to influence tissue–implant integration, supporting the use of the hybrid as a promising coating for orthopedic trauma implants.     

The waterborne polyurethane dispersions based on polycarbonate diol: Effect of ionic content

Three water-based polyurethane dispersions (PUD) were synthesized by modified dispersing procedure using polycarbonate diol (PCD), isophorone diisocyanate (IPDI), dimethylolpropionic acid (DMPA), triethylamine (TEA) and ethylenediamine (EDA). The ionic group content in the polyurethane-ionomer structure was varied by changing the amount of the internal emulsifier, DMPA (4.5, 7.5 and 10 wt.% to the prepolymer weight). The expected structures of obtained materials were confirmed by FTIR spectroscopy. The effect of the DMPA content on the thermal properties of polyurethane films was measured by TGA, DTA, DSC and DMTA methods. Increased DMPA amounts result in the higher hard segment contents and in the increase of the weight loss corresponding to the degradation of the hard segments. The reduction of hard segment content led to the elevated temperature of decomposition and to the decrease of the glass transition temperature and thermoplasticity. The atomic force microscopy (AFM), results indicated that phase separation between hard and soft segment of PUD with higher DMPA content is more significant than of PUD with lower DMPA content. The physico-mechanical properties, such as hardness, adhesion test and gloss of the dried films were also determined considering the effect of DMPA content on coating properties.     

Friction and wear behavior of the polyurethane composites reinforced with potassium titanate whiskers under dry sliding and water lubrication

A series of polyurethane (PU)/potassium titanate whiskers (PTW) composites modified by a high molecular weight hydroxyl-terminated polydimethylsiloxane (HTPDMS) were prepared. The PTW is modified by 2,4-diisocyanatotoluene (2,4-TDI). The effect of the PTW content on the mechanical and tribological properties of the PU composites was studied. Tensile strength of the PU composites increased with the addition of PTW. The friction and wear experiments were tested on a MRH-3 model ring-on-block test rig at different sliding speeds and loads under dry sliding and water lubrication. Experimental results revealed that the small content of PTW contributed to largely improve the tribological properties of the PU composites. The coefficient of friction (COF) of the composites increased and the wear rate value decreased with increasing PTW. Scanning electron microscopic (SEM) investigations showed that the worn surfaces of the PTW-reinforced PU composites was smoother than pure polyurethane under given load and sliding speed.