异氰酸酯预聚体合成工艺的研究

采用H_(12)MDI和IPDI为异氰酸酯单体,聚四氢呋喃为聚醚多元醇,醋酸丁酯为溶剂,配制成异氰酸酯预聚体。讨论了反应原材料、反应温度以及溶剂含水量对反应过程和异氰酸酯预聚体性能的影响。分析了原材料配比与异氰酸酯基含量(—NCO%)和体系黏度的关系,最终确定了异氰酸酯预聚体的最佳合成工艺条件。     

端异氰酸酯基聚氨酯预聚体的合成及其应用研究

以甲苯二异氰酸酯(TDI)为改性剂,分别以聚乙二醇单甲醚(MPEG)、聚乙二醇(PEG)为基础物质,采用溶液聚合法分别合成了端异氰酸酯基聚乙二醇单甲醚(NCO-MPEG)、端异氰酸酯基聚氨酯预聚体(NCO-PUE)和乙醇封端的端异氰酸酯基聚氨酯预聚体(NCO-PUE-ET)。实验确定TDI与MPEG、PEG以及NCO-PUE乙醇封端的反应时间分别为1.5 h、3.0 h和1.5h,当反应物配比nTDI∶nPEG=1.05∶1时,聚合产物NCO-PUE的数均分子量达到3.55万;FTIR分析结果表明通过TDI与MPEG、PEG的加成反应将-NCO基团带到了聚氨酯预聚体分子链的末端,并且聚合产物NCO-MPEG被成功接枝到了聚二甲基硅氧烷(PDMS)弹性粒子表面;热重分析(TG)结果表明端异氰酸酯基聚氨酯预聚体的初始热分解温度均在350℃以上,完全能够满足下一步实验需要。     

HTBN/PTMEG双软段端异氰酸酯基聚氨酯预聚体的制备

以端羟基聚丁二烯-丙烯腈液体橡胶(HTBN)和聚四氢呋喃醚二醇(PTMEG)混合物为软段、甲苯二异氰酸酯(TDI)为硬段,制备了端异氰酸酯基聚氨酯预聚体(ITPM)。探讨了制备过程的合成原理、反应体系的R值和制备工艺条件,并利用红外光谱(FT-IR)对原料和产物结构进行了表征和对比分析。结果表明,随着反应体系中R值的逐渐增大,ITPM中-NCO含量逐渐增多;较佳制备工艺条件为85℃的反应温度、3.0 h的反应时间。     

端异氰酸酯基聚氨酯预聚体的合成与表征

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和聚乙二醇2000(PEG2000)为单体,在二月桂酸二丁基锡(DBTDL)的催化作用下,通过逐步聚合反应合成了NCO封端的聚氨酯预聚体(PPU).通过单因素实验分析法优化出了PPU合成条件:反应温度70℃,w(DBTDL)=0.75%(以IPDI和PEG2000的总质量计),反应时间为1.5 h.利用FT-IR、1H-NMR等方法对单体和PPU的分子结构进行了表征,通过综合热分析测试了PPU的热分解温度T_g为268.2℃.     

红外光谱法测定聚氨酯预聚体中异氰酸酯基含量

建立了密封池红外光谱法测定聚氨酯预聚体中异氰酸酯基含量的方法。首先考察了溶剂和静置时间的影响。以MDI和TDI作标准物时可用分析纯甲苯作溶剂,以IPDI作标准物时可用分析纯甲苯或丙酮作溶剂,在200 min内基本稳定。然后绘制了以MDI、TDI和IPDI作标准物和分析纯甲苯作溶剂时的标准曲线。标准曲线线性范围分别为0~11 mg(—NCO)/mL、0~7 mg(—NCO)/mL和0~12 mg(—NCO)/mL,摩尔吸光系数分别为1.20×103L.mol-1.cm-1、1.55×103L.mol-1.cm-1和1.04×103L.mol-1.cm-1,相关系数分别为0.999 1、0.999 6和0.999 7。最后测定了IPDI与聚酯多元醇反应产生的聚氨酯预聚体中—NCO含量,随反应时间增加预聚体中—NCO含量逐渐减少。与化学分析法和可见分光光度法相比,本文建立的红外光谱法更简便、测定时间短、试剂用量少、分析成本低,但所用仪器贵且需有合适的溶剂。     

聚醚型异氰酸酯预聚体的研制

用聚醚多元醇和甲苯二异氰酸酯合成了性能优良的聚醚型异氰酸酯预聚体。对合成预聚体的结构进行了表征，并对预聚体及其丙烯酸聚氨酯涂料的性能进行了研究。     

封闭型聚异氰酸酯水分散体的制备及性能研究

通过先扩链后封闭的工艺制备封闭型聚异氰酸酯水分散体。分别探讨了封闭剂种类以及封闭反应工艺条件对所制备分散体的影响。采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)和差示扫描量热法(DSC)对分散体的结构进行表征,并对所制备封闭型聚异氰酸酯水分散体的物理性能进行了测试。     

异氰酸酯预聚体对聚脲涂膜力学性能影响研究

在固定B组分的前提下探究最佳配方。同时使用聚醚二元醇和聚醚三元醇与异氰酸酯进行反应,制成异氰酸酯预聚体,探究聚醚多元醇的组成以及异氰酸酯在配方中所占的比例对聚脲涂层的力学性能影响,最终获得最佳配方。     

采用湿空气固化异氰酸酯预聚体的特性

许多因素,其中包括异氰酸根在预聚体中的含量、催化剂的用量和性质对湿空气存在下异氰酸酯预聚体的固化有重要影响。由于在化学反应中,吸收的水份和放出的二氧化碳在分子量上差异,导致样品质量的减少,因此,可以通过重量测定法去控制这一过程。     

水性聚氨酯预聚体中异氰酸酯基团的容量测定

对水性聚氨酯预聚体中异氰酸酯基团的容量测定进行了研究。以丙酮为溶剂,二正丁胺-甲苯溶液为反应液,无水乙醇、乙酸乙酯为稀释剂,与传统的甲苯-二正丁胺法相比,提高了测量的准确度,而且具有很好的重现性。     

聚氨酯预聚体接枝环氧树脂的制备及固化性能研究

采用分步法合成了聚氨酯(PU)预聚体/环氧树脂(E-51)接枝共聚物(g-PU/EP),以自制二聚酸聚酰胺为固化剂,对固化体系的固化性能进行了研究。结果说明:当PU预聚体/E-51质量比为20∶100时,固化体系的剪切强度(铝-铝)最大为14.1 MPa;SEM分析结果表明,接枝后固化物呈典型韧性断裂;TG分析表明,接枝改性对固化物耐热性的影响较小。     

PEG型聚氨酯预聚体的研制

为制备浇注型聚氨酯弹性体,首先以聚乙二醇（PEG）和甲苯二异氰酸酯（TDI）为原料,通过测定-NCO的含量,确定预聚反应的时间和温度,合成了聚氨酯预聚体。试验结果显示：TDI/PEG摩尔比1．85～1．90．水分含量控制在0．05％以内,制得的预聚体黏度低,游离聊质量分数低,稳定性良好,由其合成的浇注型聚氨酯弹性体性能优异。     

聚氨酯丙烯酸酯预聚体的合成与性能研究

合成了聚氨酯丙烯酸酯预聚体,配制了紫外光固化胶粘剂,研究了预聚体含量和种类对紫外光固化胶粘剂固化膜性能的影响。确定了预聚体合成的最佳条件为：反应温度75-80℃、催化剂用量0.45%左右。预聚体在胶粘剂配方中的最佳含量为50%-60%;芳香族预聚体剪切强度明显高于脂肪族预聚体,但胶层较硬,韧性较差;脂肪族预聚体柔顺性较好,180°剥离强度和附着力高于芳香族预聚体;不挥发物含量越高则固化得越完全,综合强度越好;芳香族预聚体的玻璃化温度高于脂肪族预聚体,二者分别贡献胶粘剂固化膜的剪切强度和剥离强度。     

溶剂对聚氨酯预聚体中异氰酸根含量测定的影响

采用丙酮溶解预聚体,甲苯-二正丁胺为反应体系,考察不同溶剂及反应时间对聚氨酯预聚体中异氰酸酯含量测定的影响,同时考察了溶剂用量对测定结果的影响。结果表明,丙酮为溶剂,甲苯-二正丁胺与异氰酸根反应,结果准确度在国家标准允许范围内,测定异氰酸根含量结果与理论值基本一致。     

NDI聚氨酯预聚体的研制

采用自制聚酯多元醇合成了1,5–萘二异氰酸酯(NDI)预聚体,该预聚体具有较好的室温和高温贮存性,在80℃下贮存48 h或室温下贮存90 d后,黏度和NCO含量均无明显变化,所合成的弹性体具有较好的力学性能和动态性能。     

纳米SiO_2/聚氨酯丙烯酸酯预聚物的制备和性能研究

利用纳米SiO2表面Si—OH和异氰酸酯化合物反应的特点,将其与异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚丙二醇(PPG)和丙烯酸羟乙酯(HEA)进行原位聚合制备纳米SiO2/聚氨酯丙烯酸酯预聚物。将该预聚物应用于光固化涂料,并对涂料的光敏性能、黏度及其固化膜的耐热性能、硬度和耐磨性能进行了研究。结果表明:纳米SiO2在紫外光固化涂料中团聚现象少,分散性能好。采用纳米SiO2/聚氨酯丙烯酸酯预聚物,所制涂料固化膜的初始热分解温度提高,硬度和耐磨性能均有显著改善,但涂料的透明性和光固化速率降低,黏度增大。     

含硅聚氨酯预聚物接枝DOPO改性环氧树脂的制备及性能研究

以端羟基硅油和甲苯二异氰酸酯合成的端异氰酸根聚氨酯预聚物（PUP），对9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物（DOPO）改性的环氧树脂进行接枝改性，制备出兼具韧性和阻燃性的新型环氧树脂。对产物的结构进行了傅里叶红外光谱表征，通过热重分析及氧指数测试对产物的阻燃性能进行了表征，并用冲击强度测试和扫描电子显微镜对增韧效果进行了评价。结果表明，当DOPO含量为15％（摩尔分数，下同）、PUP含量为10％时，产物的阻燃性能和韧性最好，其氧指数达到29，4％，冲击强度达到15．9kJ／m^2。     

Moisture-Curing Kinetics of Isocyanate Prepolymer Adhesives

The reaction between isocyanate-terminated prepolymers and atmospheric moisture produces urea linkages and results in a hydrogen-bonded network of linear high molecular weight polymers with adhesive properties. This study describes the synthesis of isocyanate-terminated prepolymers and investigates the use of in situ infrared spectroscopy as a technique for monitoring the chemistry of the polymerization reaction kinetics. In situ FTIR was successfully used as a means to monitor the residual isocyanate levels and the extent of the polymerization reaction. Frequency dependent dielectric sensing (FDEMS) using a thin, planar sensor has been used to monitor the reaction kinetics by monitoring changes in the mobility of ions in the reacting medium. A direct correlation of the extent of prepolymer cure was found using the normalized FTIR isocyanate absorbance spectrum and FDEMS imaginary permittivity at 500 Hz for the duration of the cure cycle. The results of this investigation demonstrate that FDEMS is an effective online method to monitor the extent of moisture cure in the bulk as well as in a coating or adhesive bondline.