不同合成工艺制备的脂肪族水性聚氨酯的性能研究

采用异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、聚己二酸丁二醇酯二醇（PBA）、二羟甲基丙酸（DM-PA）、乙二胺（EDA）等为主要原料,以4种不同的合成工艺制备了固体质量分数大于40％的高固含量水性聚氨酯（WPU）乳液,考察了4种不同合成方式所制备WPU的稳定性、粘度、粒径、耐水性能及力学性能等。结果表明,以不同合成方式所制备的固体质量分数大于40％的WPU均具有较佳的稳定性,乳液的粒径均小于0．51μm,所制备的WPU胶膜具有较高的力学性能,拉伸强度均高于30MPa,其中以方法4所制备的WPU综合性能最佳,拉伸强度达到44．52MPa,断裂伸长率达到770％,吸水率为22．92％。     

有机氟硅共改性水性聚氨酯乳液的合成及其性能

将异佛尔酮二胺(IPDA)和甲基丙烯酸十二氟庚酯(DFMA)进行Micheal加成反应,合成端仲胺基的有机氟化合物(DFMA-IPDA)。以该化合物为扩链剂、聚醚改性聚二甲基硅氧烷(PDMS)为二元醇,与异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚氧化丙烯二醇(PPG)、二羟甲基丙酸(DMPA)聚合制备了有机氟和硅改性的水性聚氨酯(WPU),研究了有机氟和/或硅用量对WPU乳液性能和胶膜性能的影响。结果表明:用该方法合成的DFMA-IPDA纯度达99.2%,和一定量的PDMS共改性可合成稳定的WPU乳液。随两者用量的增加,WPU乳液的平均粒径增大,胶膜的热稳定性、耐水性提高,表面水接触角增大。PDMS可提高WPU胶膜的柔性,而DFMA-IPDA可提高胶膜的韧性。用PDMS和DFMA-IPDA共改性能获得综合性能优异的WPU,当扩链剂完全采用DFMA-IPDA,PDMS用量为4%时,WPU胶膜的吸水率为4.5%,水接触角达到102.3°。     

阴离子水性聚氨酯胶粘剂的合成与性能研究

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚四氢呋喃醚二醇(PTMG,Mn=1000/2000)、聚己内酯二醇(PCL,Mn=2000)、二羟甲基丙酸(DMPA)和1,4-丁二醇(BD)为主要原料合成了一系列阴离子型水性聚氨酯乳液胶粘剂(WPU)。讨论了硬段含量和多元醇种类等对WPU及其胶膜性能的影响。实验结果表明,随着硬段含量的增加,乳液黏度逐渐降低;胶膜拉伸强度和剥离强度先增加后有所降低。当硬段含量为45.22%时,拉伸强度和剥离强度达最大值,乳液和胶膜的综合性能最好。多元醇分子质量增加可提高胶膜的耐水性,但力学性能与粘接性能并未相应增强。聚酯多元醇型WPU的综合性能比聚醚型的好。     

环氧树脂改性水性聚氨酯的制备与性能研究

以异氟尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚四氢呋喃醚二醇(PTMG)以及二羟基甲基丙酸(DMPA)为主要原料合成水性聚氨酯(WPU)预聚体,在此基础上加入环氧树脂(EP,E-44)制备了环氧树脂改性水性聚氨酯(PUE)复合乳液。探讨了不同环氧树脂含量对复合乳液性能的影响,并对胶膜的力学性能、吸水率、接触角和热性能等进行了表征。结果表明,适量的环氧树脂改性过后的复合乳液比较稳定;随着环氧树脂含量的增加,乳液粒径和黏度增大,同时胶膜的拉伸强度增大,水的接触角增大,胶膜的热稳定性增加。E-44质量分数为7%~9%时,复合乳液及其胶膜的综合性能较好。     

基于聚醚与含磷聚酯的水性聚氨酯的制备及性能

以异佛尔酮二异氰酸酯、含磷聚酯二醇(BY3009T)、聚氧化丙烯二醇(PPG-1000)、二羟甲基丙酸合成含磷水性聚氨酯(WPU)。调整BY3009T与PPG的摩尔比制备一系列含磷WPU,探讨其对WPU乳液及膜性能的影响。研究发现,所制备的乳液平均粒径在30～50 nm范围,乳液稳定性良好。WPU浸渍合成革基布的燃烧试验表明,该含磷WPU可赋予基布一定的阻燃性能。     

辐射法制备内交联聚醚型水性聚氨酯的研究

以异佛尔酮二异氰酸酯、聚氧化丙烯二醇、二羟甲基丙酸、季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)和甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)为原料,并以γ射线辐射处理,制备了内交联型水性聚氨酯(WPU)乳液。分析测试了机械稳定性、粘度、粒径及力学性能等,研究了两种封端剂含量、辐照剂量对WPU乳液性能的影响;同时研究了其胶膜的力学性能、吸水率等变化情况。结果表明,所制备的交联型WPU乳液具有较好的稳定性,平均粒径小于0.3μm,WPU经过辐照后,其粒径变化不大。与不含PETA及HEMA的样品比较,引入PETA及HEMA并辐射交联后,WPU胶膜的拉伸强度明显增加,而断裂伸长率和吸水率降低。     

H_(12)MDI型水性聚氨酯胶膜力学性能研究

以二环己基甲烷二异氰酸酯(H12MDI)和聚醚或聚酯多元醇合成水性聚氨酯(WPU)乳液,通过对其胶膜力学性能测试及差示扫描量热法(DSC)分析,研究了合成配方及工艺条件对WPU胶膜力学性能的影响。结果表明,采用聚酯多元醇PCDL1000以及纯4,4′体的H12MDI为主要原料,合成乳液过程中提高二羟甲基丙酸(DMPA)用量和后扩链程度,以及采用分步投料均可提高WPU胶膜拉伸强度。     

阳离子水性聚氨酯的合成及其固色性能的研究

以异佛尔酮二异氰酸酯、N-甲基二乙醇胺、1,4-丁二醇和三羟甲基丙烷(TMP)为硬段,以聚四氢呋喃二醇为软段,采用预聚体法合成一系列阳离子水性聚氨酯(WPU)乳液,并考察了R值、TMP含量对阳离子WPU乳液性能、胶膜的力学性能和耐水性以及处理过织物的耐摩擦牢度的影响。结果表明,当R值为1.10时,阳离子WPU胶膜耐水性较好,力学性能适中,处理过的织物相比未处理过的干、湿摩擦牢度均提高1级。当TMP质量分数为0.9%时,阳离子WPU胶膜耐水性能良好,力学性能较好,织物干摩擦牢度提高1级,湿摩擦牢度提高1~2级,固色性能最佳。     

基于NaOH中和剂制备羧酸型水性聚氨酯及其性能分析

以二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水扩链剂，与异佛尔酮二异氰酸酯、聚己二酸-1,4-丁二醇酯二醇等反应合成聚氨酯预聚体，以NaOH为中和剂，制备了一系列羧酸型水性聚氨酯(WPU)。通过观察乳液外观，测试乳液的粒径和离心稳定性及胶膜的傅里叶变换红外光谱(FTIR)、力学性能、水接触角和吸水率，探究了DMPA含量对基于NaOH中和剂的水性聚氨酯性能的影响。结果表明，采用NaOH作为中和剂制备稳定的WPU乳液，并且，随着预聚体中亲水基团含量的增加，乳液的平均粒径和胶膜的水接触角逐渐减小，水性聚氨酯膜的拉伸强度逐渐增大，当亲水基团含量为1.1%时，WPU乳液粒径为43.95 nm,胶膜拉伸强度为51.85 MPa。     

异氰酸酯指数对水性聚氨酯性能的影响北大核心

以聚氧化丙烯二醇2000、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二羟甲基丙酸、1,4-丁二醇和三羟甲基丙烷为原料,釆用预聚体分散法制备了水性聚氨酯(WPU)。固定其他原料用量,仅调节IPDI的用量来改变异氰酸酯指数(R),研究了乳化前原料的R对WPU性能的影响,并探索了其在织物疏水改性方面的应用。结果表明:当R值增加时,WPU乳液的粒径变大,黏度减小,胶膜耐水性提高,拉伸强度增大,断裂拉伸应变降低,热稳定性先提高后降低,提高了棉织物的疏水性能;当R值为1.25时,WPU综合性能优异,乳液呈现半透明且稳定,平均粒径93 nm,黏度49.0m Pa·s,胶膜拉伸强度18.42 MPa,热稳定性最好,对应的棉织物接触角为114.08°。     

不同二胺类后扩链剂对水性聚氨酯性能的影响

以异佛尔酮二异氰酸酯、聚四氢呋喃醚、聚碳酸己二醇酯和二羟甲基丙酸等为主要原料合成了水性聚氨酯(WPU),研究了乙二胺、二乙烯三胺和异佛尔酮二胺分别作为后扩链剂对乳液稳定性和成膜物性的影响。结果表明,以异佛尔酮二胺后扩链制备的WPU综合性能较好;随着异佛尔酮二胺用量的增加,WPU乳液稳定性提高,胶膜的耐水和耐溶剂性能提高,力学性能改善,但扩链比例过高,不利于WPU综合性能的改善,在本实验条件下,适宜的扩链比例为75%。     

聚酯聚醚混合二元醇对水性聚氨酯性能的影响

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和异佛尔酮二胺(IPDA)为硬段,分别以聚四氢呋喃二醇(PTMEG2000)、聚己二酸新戊二醇酯二醇(PNA2000)及其混合物为软段,制备了系列水性聚氨酯(WPU)乳液.通过ATR-FTIR对聚氨酯结构进行了表征分析,采用拉伸测试、热失重分析、动态力学分析及耐水性测试等手段对WP U胶...     

Effect of storage time on the characteristics of a waterborne polyurethane/tetraethoxysilane mixture and the properties of prepared films

Waterborne polyurethane (WPU) is one of the most important resins. The properties of WPU can be modified by introducing inorganic components. Tetraethoxysilane (TEOS) is a precursor for preparing inorganic polymers and can be used to prepare WPU/silica hybrids. In this study, WPU dispersion was synthesized by reacting polytetramethylene ether glycol and dimethylolpropionic acid with isophorone diisocyanate, followed by chain extension with ethylenediamine. After mixing WPU with TEOS, the mixture was sealed and stored at room temperature for different lengths of times. The influence of time on the characteristics of the WPU/TEOS mixture and the properties of films were investigated. The results showed that the viscosity, surface tension and average particle size of the mixture increased with prolonged storage time. ²⁹Si-NMR analysis indicated that the structure of silica exists in the WPU film. DSC, DMA and TGA results showed that WPU/silica films made from the mixture have less thermal activity, higher storage modulus, lower damping peak heights and better heat resistance after relatively long storage times.     

氧化石墨烯改性磺酸型水性聚氨酯的制备与性能研究

首先对石墨进行氧化处理制备氧化石墨(GO),然后对GO进行超声处理得到氧化石墨烯(GOs),并通过共混法制备了水性聚氨酯(WPU)/GOs复合材料。讨论了超声分散以及GOs加入量对WPU/GOs复合材料力学性能和热稳定性的影响。结果表明,经过超声分散的复合材料的力学性能比未超声分散的好;随着GOs含量的增加,复合材料的拉伸强度先增大后减小,断裂伸长率逐渐减小;加入质量分数0.50%的GOs,其WPU/GOs复合材料的热分解温度可提高44.7℃,明显提高WPU的热稳定性。     

水性聚氨酯/聚甲基丙烯酸甲酯杂化乳液的合成

用异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚丙二醇(PPG)和二羟甲丙酸(DMPA)合成了水性聚氨酯分散体(WPU),讨论了PPG摩尔质量,NCO/OH及PPG/DMPA比例对WPU乳液和涂膜性能的影响。以WPU为种子与甲基丙烯酸甲酯进行乳液聚合制备杂化乳液,研究了不同PU/PMMA物质的量比例对杂化乳液及涂膜性能的影响,并采用TEM对WPU及杂化乳液粒子进行了表征。结果表明,在以PPG1000为原料,NCO与OH物质的量比为1.4∶1,PPG与DMPA物质的量比为1∶0.8条件下制备的WPU杂化乳液,随着PMMA比例增加,杂化乳液的稳定性和成膜性变差,聚合物膜断裂伸长率降低,但铅笔硬度、耐水性及耐乙醇性均得到了改善。     

无卤阻燃硅溶胶改性水性聚氨酯的研究

以聚醚(N -210)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为基本单体,一缩二乙二醇(EX)为扩链剂,二羟甲基丙酸( DMPA)为亲水扩链剂,制备出固含量为30％的水性聚氨酯(WPU)乳液.采用机械分散的方式将纳米硅溶胶按计量加入到WPU乳液中,得到一系列硅溶胶改性的WPU乳液.研究表明,硅溶胶在WPU中分散得比较均匀,硅溶...     

聚碳酸酯基水性聚氨酯的合成与性能研究

以聚碳酸酯二醇(PCDL)为主要原料合成水性聚氨酯(WPU)树脂,并与聚四氢呋喃(PTMEG)、聚醚(PO)、聚酯(PS)材料进行对比研究,同时探讨交联剂对成膜性能的影响。研究结果表明,适度交联可提高胶膜的拉伸强度及耐水性,交联使膜的断裂伸长率降低。液态材料PCDLT-981合成的WPU树脂的成膜光泽及断裂伸长率较好,固态材料PCDLT-5652合成的WPU树脂的拉伸强度及耐介质性能更佳。4种多元醇合成的WPU树脂,PCDL水性PU性能最优,有望取代溶剂型合成革树脂。     

扩链剂结构对脂肪族水性PU性能的影响

以六亚甲基二异氰酸酯(HDI)和聚环氧丙烷醚二醇(PPG)为主要原料,二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水性扩链剂合成了聚氨酯预聚体,再经过不同小分子扩链剂扩链、乳化制备水性聚氨酯(WPU)乳液,然后与自制交联剂HM交联成膜.研究了不同扩链剂对聚氨酯乳液稳定性及涂膜力学性能的影响.结果表明,以脂肪族二醇扩链的WPU乳液的外观好于芳香族二酚,而芳香族二酚扩链的WPU涂膜力学性能优于脂肪族二醇.     

Mechanical properties and biodegradability of crosslinked soy protein isolate/waterborne polyurethane composites

With anionic waterborne polyurethane (WPU) as a plasticizer and ethylene glycol diglycidyl ether (EGDE) as a crosslinker, we successfully prepared crosslinked soy protein isolate (SPI) plastics. Anionic WPU was mixed with SPI and EGDE in an aqueous dispersion at room temperature. The mixed aqueous dispersion was cast and cured, and the obtained material was pickled and hot‐pressed to produce the crosslinked SPI/WPU sheets. The resulting sheets containing about 60 wt % SPI were characterized with infrared spectroscopy, scanning electron microscopy, atomic force microscopy, dynamic mechanical analysis, and tensile testing, and biodegradation testing of the sheets was performed in a mineral salt medium containing microorganisms. The results revealed that the crosslinked SPI/WPU plastics with EGDE concentrations of 2–4 wt % possessed high miscibility, good mechanical properties, and water resistivity. In addition, the crosslinked sheets could be biodegraded, and the half‐life of the biodegradation for a sheet crosslinked with 3 wt % EGDE was calculated to be less than 1 month. © 2004 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci 95: 465–473, 2005     

聚碳酸酯二醇型水性聚氨酯胶粘剂的研究

采用预聚体分散法制备了一系列聚碳酸酯二醇(PCDL)型水性聚氨酯(WPU)胶粘剂,并借助傅里叶变换红外光谱(FT-IR)法来跟踪预聚体的合成过程,同时还考察了该WPU胶粘剂的粘度、热稳定性和初粘强度等性能。实验结果表明,PCDL的结构和相对分子质量对该WPU胶粘剂的性能影响很大;以PCDLT-6002为原料制备的WPU胶粘剂,其粘度最低(175 mPa.s)、热稳定性最好、软链段玻璃化转变温度(Tg)最低(-33.97℃)、有软段结晶熔融峰且初粘强度最高(81N/25 mm,此时活化温度为70℃)。