蓖麻油基聚氨酯的制备及其性能研究

采用可再生的蓖麻油、甘油、TDI为原料,合成出端-NCO的蓖麻油基聚氨酯(PU)预聚体.对预聚体中NCO的含量进行了测定,并采用FT-IR对材料进行了定性分析;采用TG对蓖麻油基PU膜的热性能进行分析,并对固化后的材料力学性能进行了测试.结果表明:蓖麻油基PU预聚体的NCO含量在5.25%～4.93%时,体系在-18～40 ℃能固化成膜,且成膜物具有较好热学性能和力学性能.     

木质素改性水性聚氨酯胶膜的制备与性能

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和聚四氢呋喃醚二醇(PTMG)为主要原料,碱木质素(LG)为改性剂,二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水扩链剂,合成了一系列木质素改性水性聚氨酯(LWPU)。研究了LG用量、n(NCO)/n(OH)及DMPA用量对LWPU胶膜力学性能和耐水性能的影响。结果表明,当LG质量分数为0.75%,n(NCO)/n(OH)为5∶1,DMPA质量分数为6%时,胶膜的综合性能较好,其吸水率仅为3.24%,耐水性能明显提高。通过红外光谱、热重分析、X射线衍射及原子力显微镜和扫描电镜对LWPU胶膜的结构与性能等进行了表征,热重分析结果表明,LG的加入可提高聚氨酯材料的热稳定性。加入适量的木质素可以改善水性聚氨酯的耐水性及热稳定性。     

MI基水性聚氨酯乳液的制备与性能

采用聚碳酸酯二醇(PCDL),2,4-二苯基甲烷二异氰酸酯与4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯混合物(MI)、二羟甲基丙酸(DMPA),三乙胺(TEA)为主要原料,并分别以三羟甲基丙烷(TMP),甘油(GLY)、二乙二醇(DEG)及1,4丁二醇(BDO)为封端剂合成了一系列水性聚氨酯乳液。讨论了物料种类,配比及工艺条件等因素对乳液和胶膜性能的影响。当n(-NCO)/n(-OH)比值为1.6,DMPA含量为6%,中和度100%,以TMP为封端剂,乳液和胶膜的综合性能都达到最佳。     

单硬脂酸甘油酯改性蓖麻油基水性聚氨酯的制备与性能研究

目的 使用单硬脂酸甘油酯(GMS)对蓖麻油基水性聚氨酯进行改性,增强其防水、耐热和力学性能。方法 使用丙酮法合成不同GMS含量的蓖麻油基水性聚氨酯乳液,进行乳液粒径测定和稳定性试验;使用浇铸法制作薄膜,并进行铅笔硬度测试、力学性能测试、吸水测试、接触角测试、热重测试、DSC、FTIR测试。分析薄膜表面硬度、力学性能、耐水性能、热稳定性、耐热性能和内部结构。结果 当GMS的−OH的摩尔分数为25%时薄膜综合性能最佳,此时膜的抗拉强度为(9.37±1.28)MPa,弹性模量为(250.55±34.05)MPa,薄膜的吸水率降低到12%,薄膜的水接触角为92°。GMS的加入,增加了薄膜的玻璃态转化温度和铅笔硬度,但热稳定性有所下降。结论 GMS的加入增强了蓖麻油基水性聚氨酯的耐水、耐热和力学性能。     

二氧化碳响应型高效乳化/去乳化水性聚氨酯的制备及性能

以异佛尔酮二异氰酸酯、聚醚二元醇、二甲胺基丙胺二异丙醇、丙烯酸羟乙酯等为原料合成了含有碳碳双键的聚氨酯预聚体,将其与温敏性单体甲基丙烯酸二甲氨基乙酯混合,通过自由基共聚制备了一系列二氧化碳响应型水性聚氨酯-聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(WPU-co-PDM)乳液,并对乳液和涂层进行了测试与表征.结果表明,聚甲基丙烯酸二甲氨...     

无污染水性聚氨酯制备及其性能研究

采用预聚法合成了一种新型的水性聚氨酯乳液,扩链剂以粉末方式无污染加入.研究了配方中异氰酸酯基和羟基的量的比(-NCO/-OH)、反应温度、二羟甲基丙酸含量(DMPA%)等对水性聚氨酯乳液的粘度、粒径和涂膜吸水率等性能的影响.初步研究结果表明,随着-NCO/-OH的增大,乳液粘度下降,乳胶粒的粒径增加,涂膜的吸水率下降;随预聚反应温度升高,分子链中达到异氰酸酯基理论含量时间减小,但是温度越高越易发生副反应;随着DMPA%的增加,乳液粘度升高,乳胶粒的粒径下降,但最终趋于稳定,涂膜的吸水率升高     

单组分水性聚氨酯涂料的制备与性能研究

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)或甲苯-2,4-二异氰酸酯(TDI)、聚醚多元醇(GE220)和二羟甲基丙酸(DMPA)为主要原料,制得不含有机溶剂的单组分水性聚氨酯分散液,研究了NCO/OH的摩尔比和DMPA含量对水性聚氨酯分散液及其成膜后性能的影响。结果表明,当NCO/OH(摩尔比)=1.8,DMPA与GE220比值为2时,水性聚氨酯分散液的物理性能及其成膜后的力学性能最佳。     

双DOPO悬垂型阻燃剂化学修饰水性聚氨酯的性能

为提高普通水性聚氨酯(WPU)耐热性、阻燃性和力学性能等,本文以9, 10-二氢-9-氧-10-磷菲-10氧化物(DOPO)和2, 2′-二烯丙基双酚A(DABA)为原料,通过“一步法”化学合成了双DOPO悬垂型阻燃剂DDBA,采用红外光谱(FTIR)和核磁共振(NMR)表征了其化学结构,并用其化学修饰WPU制备新型水性聚氨酯(DDBA/WPU)。研究了DDBA对DDBA/WPU胶膜材料耐水性、耐热性、阻燃性及力学性能的影响。通过水接触角、吸水率、热失重(TG)、锥形量热(CONE)、电镜扫描(SEM)、氧指数(LOI)、垂直燃烧(UL-94)、万能试验机等评价胶膜的相关性能。研究结果表明：随着DDBA添加量的增大,胶膜的耐水性、耐热性、阻燃性及力学性能不断提升,当DDBA的添加质量比为20%时,水接触角可达134.56°,提高了106.06%,吸水率降低了33.29%。耐受温度提高了60℃,LOI值为35.9%,烟气释放总量(TSP)和平均有效燃烧热(AEHC)分别减小了85.42%和55.76%,最大热释放速率(pHRR)、总释放热(THR)、CO₂的释放量分...     

环氧树脂改性水性聚氨酯乳液的制备研究

传统的单一聚氨酯乳液存在耐水性和耐热性较差的缺点,目前最有效的方法是对其进行改性,以增强聚氨酯乳液胶粘剂的性能,使其应用更加广泛。控制异氰酸酯指数(R值)为3.5,以聚丙二醇(PPG1000)和甲苯二异氰酸酯(TDI)为主要原料合成聚氨酯预聚体,使用环氧树脂对聚氨酯乳液进行改性。用控制变量法将不同环氧值的环氧树脂和不同添加量的环氧树脂分别作为2个变量,讨论2个变量对乳液及胶膜性能的影响,按照相关标准对其性能进行了测试与表征。结果表明：在相同用量下,环氧树脂E-44的改性效果好于其他类型环氧树脂,E-44添加量为15%(质量分数)时,制备的改性材料性能最佳。     

梳状支链水性聚氨酯的结构与性能

以自制新型梳状支链聚合物二醇(CPD)与聚己内酯二醇(PCLD)构成的复合多元醇为软段制备了具有梳状支链的水性聚氨酯(CWPU),考察了CPD含量和梳状支链结构对CWPU的粒径和稳定性、其胶膜表面性能和耐水性的影响。结果表明,CPD中的梳状支链可向CWPU胶膜表面迁移富集,在H-CPD/PCLD体系中,H-CPD质量分数增加,CWPU胶膜的表面接触角降低,耐水性下降,在H-CPD质量分数为40%时,所得CWPU的粒径较小、稳定性较好及吸水率相对较低;在H-CPD/C18-CPD/PCLD体系中,C18-CPD质量分数增大对CWPU的粒径和稳定性影响不大,但CWPU胶膜的表面接触角显著增大,耐水性增加。     

HDI-IPDI型高固含量水性聚氨酯分散体的合成及微观形态

以预聚体分散法合成了固含量达50%的高固含量水性聚氨酯分散体.研究了影响高固含量水性聚氨酯分散体的黏度、粒径、粒径分布及粒子微观形态的因素.结果表明,随着DMPA含量、HDI/IPDI摩尔比及软段分子量(M)n的增加,乳液的黏度增大,粒径减小.粒径分布随着DMPA含量及PBA分子量的增加而变窄,HDI/IPDI对粒径分布的影响较小;在DMPA含量较低或者PBA分子量在2000以下时获得的分散体具有较广的粒径分布.此外,分散液还呈现出二元粒径分布趋势.透射电镜对胶束形态研究表明,随着软段分子量的增加,胶束呈现出聚集趋势,并且随着DMPA含量的增加,聚集更紧密.     

高硬度单组分水性聚氨酯乳液的制备及性能

以羟乙基双酚A(BPEA)作为水性聚氨酯(WPU)的新型扩链剂,聚环氧丙烷三醇(PPG310)为交联剂,利用透射电镜、热失重分析仪、动态力学分析仪、万能仪、铅笔硬度计对其产物进行了表征。结果表明,所制WPU乳液粒子分散性良好,粒子呈20nm左右球形,聚酯型WPU比聚醚型软硬段相容性高,且储能模量、杨氏模量、铅笔硬度、耐水性能均优于聚醚型WPU。交联后的WPU热稳定性提高,当BPEA质量分数为28.7%,PPG310质量分数为13.6%时,所得涂膜的拉伸强度为49.1MPa,铅笔硬度可达2H,吸水率为6.8%。     

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。     

埃洛石纳米管/水性聚氨酯氟化复合膜的制备及性能

利用原位聚合及表面氟化的方法制备了埃洛石纳米管/水性聚氨酯（HNTs/WPU）复合膜,并考察氨基化埃洛石纳米管（AHNTs）的含量及十七氟癸基三甲氧基硅烷（FAS）氟化对AHNTs/WPU复合膜性能的影响。结果表明:随着AHNTs与WPU的质量比增大,AHNTs/WPU复合膜的力学性能及耐热性呈先升高后降低的趋势,耐水性得到改善。当AHNTs与WPU的质量比为1.5%时,AHNTs/WPU复合膜具有较好的综合性能。AHNTs/WPU复合膜的拉伸强度、断裂伸长率及初始分解温度（T_d5）与纯WPU膜相比分别提高了50%、35%及9℃,复合膜的吸水率降低到5.8%,水接触角提高到95.1°。AHNTs/WPU复合膜经表面氟化处理后,水接触角进一步增大到114.5°,呈现出疏水性,表面氟化处理对复合膜的力学性能及吸水率也有一定的促进作用。      

水性超支化聚氨酯共混改性聚氨酯的性能

通过共混方式制备了超支化水性聚氨酯(SWHBPU)共混改性聚氨酯。采用黏度测试表征了的共混乳液的流变性能,通过静态拉伸测试和差示扫描量热法(DSC)考察了共混胶膜的力学性能和热性能,并利用透射电镜(TEM)研究了胶膜微观结构。研究结果表明,SWHBPU的添加可以有效降低聚氨酯乳液的黏度;共混聚氨酯胶膜拉伸强度和断裂伸长率均得到提高,最大升幅分别为124.69%和20.13%,而ΔTg和软硬段微相分离在SWHBPU质量分数为6%时达到最大值,表明力学性能的提高是由聚氨酯微相分离程度的增大造成的。     

蓖麻油-聚醚基聚氨酯弹性体的制备和表征

以可再生资源-蓖麻油作为起始荆,环氧丙烷开环聚合制备了不同分子量的蓖麻油-聚醚多元醇,并通过1HNMR 和 FTIR 等手段来分析蓖麻油-聚醚多元醇的结构.以不同分子量的蓖麻油-聚醚多元醇作为原料制备了一系列聚氨酯弹性体,并对其进行物理机械性能和热性能分析.研究结果表明:随着蓖麻油聚醚多元醇分子量的增加,其聚氨酯弹性体的扯断伸长率逐渐增加,拉伸强度、撕裂强度和硬度逐渐降低;同时,热稳定性提高,硬段的结晶熔融温度和结晶度降低.     

新型非离子水性聚氨酯表面活性剂的制备及性能

采用甲苯-2,4-二异氰酸酯(TDI)、蓖麻油和聚乙二醇(PEG)等为主要原料,通过逐步聚合得到一种新型非离子水性聚氨酯表面活性剂,并利用红外光谱对其结构进行了表征。实验结果表明,当蓖麻油∶TDI∶PEG-4000=1∶9∶11时,采用依次加入蓖麻油、TDI、PEG的加料方式,能够合成得到综合性能较好的非离子水性聚氨酯表面活性剂。对该表面活性剂在水相中的表面活性进行了测试,结果表明,所制得的非离子水性聚氨酯表面活性剂的临界胶束浓度约为22 g/L,水溶液的最低表面张力可达53 mN/m。     

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。     

无皂蓖麻油基聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液的制备与性能研究

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚碳酸酯二醇(PCDL)、蓖麻油(C.O)、二羟甲基丙酸(DMPA)及甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)为主要原料,采用自乳化法制备蓖麻油基水性聚氨酯预聚体,并以此为种子乳液进行丙烯酸酯单体的无皂乳液聚合,制备出了以蓖麻油基聚氨酯(CPU)为壳、聚丙烯酸酯(PA)为核的无皂核壳蓖麻油基水性聚氨酯-丙烯酸酯(CPUA)复合乳液。研究了蓖麻油对复合乳液及其胶膜性能的影响,并采用透射电镜(TEM)确认了复合乳液的结构,红外光谱(IR)、X射线衍射(XRD)及热失重(TGA)分析研究了聚合物的结构及其性能。结果表明,当C.O与PCDL中—OH物质的量之比为1∶3时,乳液性能稳定,胶膜具有良好的耐水性及力学性能。IR、XRD及TEM表明CPUA间存在一定的交联,促进了硬段、软段间的相容性。与水性聚氨酯-丙烯酸酯(WPUA)相比,合成的CPUA热稳定性得以提高,胶膜拉伸强度高达111MPa。