聚(氨酯-酰亚胺)嵌段共聚物的研究 Ⅰ.嵌段共聚物的合成、表征及性能

以聚环氧丙烷二醇(PPG)、MDI,均苯四酸二酐(PMDA)为单体,首次合成了不同硬段长度的醚氨酯-酰亚胺嵌段共聚物(PUI),红外光谱证实了聚酰亚胺硬段的存在。PUI的特性粘数(32℃,DMAc)[η]为0.34～1.20dL/g。TG及DTG分析表明,PUI的热分解温度(N_2)为344～348℃,而以丁二醇为扩链剂的同类PU为323℃。 研究了PUI及PU的应力-应变行为,二者皆属典型的弹性体。PUI比PU具有更高的弹性模量及抗张强度,在相同硬段含量时,PUI的抗张强度为35.1MPa,而PU仅为10.8MPa。PUI的形变行为与典型的交联橡胶不一致。在拉伸比λ<1.8时服从Guth统计理论σ=G(λ-λ~(-2));在大形变区服从Mooney-Rivlin应变能函数式σ=(λ-λ~(-2))(2C_1+2C_2/入),2C_2的数值与硬段含量无关,正象交联橡胶的2C_2与硫化程度无关一样,因而硬段含量与硫化程度有相当的含义。     

不同硬段含量嵌段聚脲性质和相分离的研究

用示差扫描量热计(DSC)所得的热容变化(△Cp)、动态力学温度谱(DMS)及力学性质的数据,来说明溶液聚合法所得的软链段为胺端基聚环氧丙烷的热塑性嵌段聚脲,不同硬段含量中脲健的性质及相分离对聚合物性质的影响。用DSC定量估计了相分离程度,从软段玻璃化温度的△Cp可判断随硬段含量的增加,软段和硬段两相混合程度增高,聚脲从柔软的弹性体(连续的软段相)转变为高模量的塑料(连续的硬段相)。     

聚(氨酯-脲-酰胺)热塑性弹性体的合成及表征

以双端氨基的尼龙1212预聚物(OPA)为硬段、异氰酸酯封端的聚醚型聚氨酯预聚物(OPU)为软段,通过改变软、硬段的摩尔比制得了不同相对分子质量的聚(氨酯-脲-酰胺)热塑性弹性体(PUUA)。通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)考察了OPU合成过程中-NCO基团与C-O-C醚键的相对强度变化,进而确定了合成OPU的反应时间为60 min。通过核磁氢谱和FT-IR确定了产物结构。凝胶渗透色谱法(GPC)测试结果表明,硬、软段摩尔比在1.2～1.5范围内,产物重均分子量可在(1.82～3.59)×10~4范围内调控。差示扫描量热分析(DSC)结果表明,随着硬、软段摩尔比由1.2提高至1.5,硬段的熔点由185℃降低至174℃,结晶温度由167℃降低至138℃,但OPU软段的熔点和结晶温度基本不变。PUUA的力学性能测试结果表明,其拉伸强度为28 MPa,断裂伸长率可达417%,缺口冲击未能冲断,是一种性能优异的热塑性弹性体。     

PEPA改性聚氨酯-酰亚胺泡沫塑料的性能研究

以多异氰酸酯、3,3′,4,4′-二苯甲酮四羧酸二酐(BTDA)、笼状季戊四醇磷酸酯(PEPA)、聚醚多元醇为主要原料,采用PI预聚法和自由发泡工艺制备了PEPA改性聚氨酯-酰亚胺(PUI)泡沫塑料。用红外光谱表征了PEPA改性PUI泡沫塑料的结构,并研究了PEPA对泡沫的泡孔结构、力学性能及阻燃性能的影响。结果表明,随PEPA含量的增加,PEPA改性PUI泡沫塑料的泡孔逐渐向较规则的多边形转变,在30份时泡孔分布较均匀,多呈六边型,改性PUI泡沫塑料获得较好的力学性能,且PEPA的引入在一定程度上提高了PUI的阻燃性能。     

对苯二酚-双(β-羟乙基)醚扩链聚醚型聚氨酯的研究

分别用对苯二酚 -双 (β-羟乙基 )醚 ( HQEE)和 1 ,4-丁二醇 ( BDO)作扩链剂 ,采用本体一步法合成几种不同硬段含量 ( 0～ 50 % )的二苯基甲烷 - 4,4′-二异氰酸酯 /聚四亚甲基醚二醇的聚醚型聚氨酯 ,借助 DSC和 IR等手段分析该聚氨酯的结晶性以及氢键行为 ,最后认为 HQEE扩链聚醚型聚氨酯的微相分离程度较高 ,这是由其形成的硬链段刚性较强所致。     

聚氨酯/聚氯乙烯半-IPN的研究——Ⅰ.聚醚氨酯/聚氯乙烯体系的合成及动态力学性能

以聚环氧丙烷二元醇(PPO,_a=1000)和二异氰酸酯(MDI)反应制备的聚氨酯预聚物和PVC溶液共混后固化聚氨酯相而合成了PU/PVC Semi-IPN。动态力学结果表明:由于PU和PVC的互穿改善了PU与PVC之间的相容性,其动态力学谱(DMS)在很大程度上依赖于PU/PVC原料配比、PVC分子量、PU交联密度及PU中硬段含量等因素。DMS上Semi-IPN对应PVC的T_g比纯PVC的T_g高出15—20℃,笔者认为:导致这一现象的原因是PVC和PU硬段之间相互作用的结果。     

嵌段聚氨酯-酰亚胺的合成及动态力学性能研究

以改性二苯基甲烷二异氰酸酯、聚四氢呋喃醚二醇和均苯四甲酸酐为主要原材料,利用酸酐与聚氨酯预聚体反应合成了聚氨酯-酰亚胺(PUI)嵌段共聚物,并对其进行了FT-IR、TGA和DMA测试分析.结果表明,PUI共聚物中存在均苯四酸二酰亚胺结构;酰亚胺结构能够改善共聚物的热分解性能,初始分解温度提高了近20%;PUI共聚物的tanδ主要由软段贡献,当酰亚胺含量的增加,tanδ峰变宽,且峰值变小.在相同温度下的E′随酰亚胺含量的增加而增大,且均高于纯聚氨酯.     

不同端基聚氨酯-丙烯酸酯复合细乳液的表征

采用异佛尔酮二异氰酸酯、聚丙二醇经1,4-丁二醇扩链的聚氨酯(PU),再经过甲醇或甲基丙烯酸羟乙酯封端后溶解在丙烯酸酯单体中,超声乳化后进行自由基细乳液聚合。NCO和OCH3为端基的PU构成的复合乳液GPC谱图都呈现两个峰,DSC和FT-IR分析发现,复合后增加了PU软段和硬段相分离的程度。甲基丙烯酸封端的复合乳液生成交联型聚合物,PU的硬段和硬段间的氢键也受到破坏。复合聚合物膜表面元素含量和本体接近,表明复合细乳液粒子未形成核-壳型结构。     

异佛尔酮二异氰酸酯基聚醚聚氨酯弹性体的热行为

采用熔融预聚二步法合成了以环氧乙烷－四氢呋喃无规共聚醚为软段，异佛尔酮二异氰酸酯和1，4－丁二醇为硬段的热性聚氨酯弹性体，利用DSC，DMA和TG对聚合物的热行为进行了研究。结果表明，异佛尔酮二异氰酸酯基聚醚聚氨酯弹性体具有典型的微相分离特征，随着硬段含量的增加,微相分离程度增加。     

PEG嵌段热塑性聚氨酯弹性体的形态结构和性能

采用熔融预聚二步法合成了以环氧乙烷-四氢呋喃无规共聚醚和聚乙二醇混合聚醚为软段,异佛尔酮二异氰酸酯和1,4-丁二醇为硬段的热塑性体,利用TEM、WAXD、DSC对聚合物进行了表征,并测试了其力学性能,结果表明,聚合物具有微相分离的特征,随着聚乙二醇分子量的增大,微相分离程度增加,拉伸强度和延伸率也随着增加。当PEG分子量为4000时,聚合物的综合性能达到最优。     

聚硅氧烷-聚脲多嵌段共聚物形态结构的研究

本文采用广角X光衍散(WAXD)表征了在聚硅氧烷软段引入极性氰丙基对聚脲硬段结晶性能的影响。并进一步利用小角X光散射(XAXS)研究了软段极性基团对改善两相相容性的作用以及聚脲硬段分子量对相分离的影响。 结果表明,聚(氰丙基、甲基)硅氧烷聚脲的两相相容性较聚二甲基硅氧烷聚脲有明显改善,两相界面区域增加。随着两相相互作用加强,“硬段微畴”趋于减小且分散均匀,硬段结晶性随软段极性基团的引入而下降。     

聚酰胺—聚醚多嵌段共聚物的合成,表征及性能

聚酰胺-聚醚多嵌段共聚物是以结晶型饱和脂肪聚酰胺为硬链段(PA)和无定型脂肪聚醚(PTMG)为软链段的一种尼龙多嵌段共聚物。采用双端羧基尼龙1010预聚体和双端羟基聚四亚甲基醚预聚体经高温熔融缩聚制得了不同软硬段分子量和含量的PA-PTMG多嵌段共聚物,并通过分子量测定,溶剂萃取,红外光谱和~(18)C-NMR测量等对产物进行表征。同时,研究了软硬段分子量和含量对嵌段共聚物力学性能的影响,结果表明硬段分子量太小和软段分子量太大都不利于材料的力学性能。     

催化剂对异佛尔酮二异氰酸酯制备的脂肪族聚氨酯弹性体结构和性能的影响

采用一步法通过异佛尔酮二异氰酸酯与聚丙二醇和1,4-丁二醇反应合成了脂肪族聚氨酯（PU）弹性体。考察了催化剂的种类和含量对PU弹性体结构和性能的影响。结果表明,以辛酸亚锡为催化剂时,PU弹性体的软段相和硬段相间的相分离程度最明显且分子量最低,导致其力学性能最差;以辛酸铋为催化剂时,PU弹性体软段相和硬段相的相容性较好且...     

聚氨酯/聚氯乙烯(PU/PVC)半-IPN的研究——Ⅱ.聚酯氨酯/聚氯乙烯体系的合成及动态力学性能

以端羟基己二酸乙二醇酯(PEA,M_n=2000)和4,4′-二苯基二异氰酸酯(MDI)反应制备的聚氨酯预聚物和PVC溶液共混后固化聚氨酯而合成了PU/PVCSemi-IPN 动态力学研究结果表明:通过形成PU/PVC IPN,可明显提高PEA和PVC的相容性。试样的tgδ-T谱图在很大程度上依赖于PU/PVC的原料配比及PVC的分子量。以TDI为PU相的二异氰酸酯所合成的IPN的互穿效果最明显,其tgδ-T谱图中,tgδ大于0.3的温域宽在100℃以上。是较理想的阻尼材料。结合前文研究结果,我们认为:在PU/PVC IPN中,PVC和PU中的氨酯基存在强极性相互作用,PU硬区结晶性强时,PVC T_g峰外移,否则内移。这种强相互作用对PVC有增硬效应。     

硬段微区结构与聚氨酯脲弹性体力学性能及耐热性的相关性

以聚四氢呋喃醚二醇(PTMG)为软段,甲苯二异氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、混合异氰酸酯(n(TDI)∶n(MDI)=1∶1)分别为硬段,采用预聚体法合成了一系列不同硬段微区结构的聚氨酯脲弹性体,并通过红外光谱、热重分析、差示扫描量热以及力学表征等方法,研究了不同硬段微区结构与聚氨酯脲(PUU)体系内部微相分离、热稳定性及力学性能的相关性。结果表明,TDI型聚氨酯脲的NH官能团伸缩振动谱带出现在较低位置(3270cm~(-1)),MDI型NH官能团伸缩振动谱带出现在相对较高的位置(3285cm~(-1)),前者的T_g(-57.6℃)低于后者T_g(-49.5℃),而初始降解温度前者(294℃)高于后者(268℃),混合型的均位于两者之间。因此,TDI型PUU表现出较高的微相分离程度和硬段微区有序度,而MDI型微相混合程度较高、且微相混合程度有助于力学性能的改善。随着温度的升高,PUU内部氢键化NH官能团伸缩振动吸收强度逐渐减弱,谱带吸收位置由低波数向高波数移动,力学性能逐渐下降,当温度处于70℃左右时,其波数出现轻微的突越,力学性能也表现出较快的下降趋势。     

高度支化聚氨酯-酰亚胺的合成与性能

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚碳酸酯二醇(PCDL)、3,3′,4,4′-二苯甲酮二酐(BTDA)和聚醚胺(ATA)为原料,采用A2+B3法合成了具有高度支化结构的聚氨酯-酰亚胺(HBPUI)。通过红外光谱(FT-IR)对结构进行了表征。采用旋转黏度计、差式扫描量热分析(DSC)、热重分析(TGA)、电子拉力机对产物的性能进行了测试。结果表明,与线性聚氨酯-酰亚胺(LPUI)相比,HBPUI具有较低的黏度和较高的Tg;HBPUI的热分解温度达到300℃以上,与高度支化聚氨酯相比,热稳定性得到明显提高;力学测试表明,HBPUI的拉伸强度随硬段含量和[A2]/[B3]的增大而增大,而断裂伸长率呈下降趋势。     

聚氨酯/聚氯乙烯(PU/PVC)半-IPN的研究 Ⅲ.聚醚氨酯/聚氯乙烯体系的DSC分析

按文献所述的方法合成了聚醚氨酯/聚氯乙烯(PU/PVC)半-IPN村料。对该村料的DSC分析结果表明:在PU/PVC IPN中,PU硬段与PVC链间存在着较强的相互作用;这种相互作用与PU的氨酯基浓度([—NHCOO—])、PU/PVC配比等因素有关。通过形成IPN,PVC的耐热性也得到了显著改善。     

高岭土/聚磷酸铵阻燃硬质聚氨酯-酰亚胺泡沫塑料的制备与性能

采用聚酰亚胺(PI)预聚法,以高岭土(Kaolin,KL)和聚磷酸铵(APP)为阻燃剂,合成KL/APP阻燃硬质聚氨酯-酰亚胺(PUI)泡沫塑料。分析KL/APP的添加量和配比对氧指数、烟密度、炭层形貌、表观密度及力学性能的影响。结果表明:随着KL/APP复配阻燃剂添加量的增加,硬质PUI泡沫塑料的氧指数、表观密度、压缩强度、压缩模量以及表面粉化程度均增加,且密度指数分别为1.999和1.764;烟密度随着KL含量的增大而减小,KL/APP阻燃剂能改善泡沫炭层疏松多孔的缺点。     

形状记忆聚氨酯的结构与性能研究

以 2 ,4 -甲苯二异氰酸酯 (2 ,4 -TDI)、不同分子量的聚己二酸丁二醇酯 (PBAG)和 1,4-丁二醇 (BDO)为原料合成了具有形状记忆功能的聚氨酯材料。通过DSC、弯曲实验和力学实验 ,研究了形状记忆聚氨酯的性能 ,发现软段高度结晶和硬段聚集形成硬段微区是其具有较好形状记忆性能的必要条件。     

连续长玻璃纤维/聚氨酯复合材料的制备与力学性能

以三羟基聚醚多元醇（PPG）、二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）作为软段和硬段,玻璃纤维（GF）为增强体,采用预聚体法制备自交联型GF/聚氨酯（PU）复合材料。借助旋转式黏度计、DMA、SEM、XRD和万能力学试验机等分析检测手段,研究了PU预聚体聚合温度、适用期、物相及GF含量等因素对GF/PU复合材料力学性能的影响。结果表明:PU预聚体聚合温度为50℃,GF含量为55wt%时,GF/PU复合材料综合性能最优,拉伸强度、弯曲强度和冲击韧性分别为794 MPa、846 MPa和228 kJ/m2,动态力学性能损耗因子（tanδ）峰值为0.59。