扩链剂对水性聚氨酯树脂性能的影响

通过马来酸酐与多元反应形成羧基酯多元醇,然后再与其他的单体和ＴＤＩ－８０、交联剂以及扩链剂等反应,制备了含羧基的聚氨酯预聚体,将其分散于三乙醇胺的水溶液中,制备了水性聚氨酯,并对扩链剂的种类和用量对树脂性能的影响进行了研究,发现氨基扩链剂比羟基扩链剂更有利于提高树脂的力学性能,但是乳液的粒径比较大。     

扩链剂对水性聚氨酯树脂性能的影响EI北大核心

通过马来酸酐与多元醇反应形成羧基酯多元醇 ,然后再与其他的单体如 TDI-80、交联剂以及扩链剂等反应 ,制备了含羧基的聚氨酯预聚体 ,将其分散于三乙醇胺的水溶液中 ,制备了水性聚氨酯 (WPU) ,并对扩链剂的种类和用量对树脂性能的影响进行了研究 ,发现氨基扩链剂比羟基扩链剂更有利于提高树脂的力学性能 ,但是乳液的粒径比较大。双酚 A作扩链剂 ,不仅可以提高树脂的力学性能 ,而且可以提高树脂的玻璃化温度 ,拓宽内耗峰的宽度 ,改善树脂皮革态的温度范围 ,但是对乳液的粒径影响不大。     

亲疏水扩链剂比例对XDI型水性聚氨酯性能的影响

为了研究亲水/疏水性扩链剂比例对芳脂族的二异氰酸酯XDI型水性聚氨酯性能的影响,文中采用聚酯多元醇为软段,间苯二亚甲基二异氰酸酯(XDI)、亲水性的二羟甲基丙酸(DMPA)和1,4-丁二醇(BDO)扩链剂为硬段,合成了XDI型水性聚氨酯(XWPUs),研究了DMPA/BDO比例对聚氨酯乳液的粒径、耐水性、力学性能和耐热性的影响。研究发现,随着DMPA/BDO的比例从0.74到6.14逐渐增大,XWPUs聚氨酯乳液粒径从71.66nm增加到159.40nm,微相分离程度增加,样品薄膜的吸水率从1.87%增到12.17%。XWPUs薄膜的拉伸强度较高,均在20 MPa左右,并具有较高的耐热性,失重5%时温度在280~250℃之间,但耐热温度随着DMPA/BDO值的增加而降低。XDI型水性聚氨酯结构中适宜的亲水/疏水性扩链剂比例,既能保证乳液的粒径和稳定性,又能使样品具有较好的耐水性、力学性能和耐热性。     

扩链剂对环氧聚氨酯复合乳液性能的影响

以甲苯二异氰酸酯(TDI-80)、聚醚二醇(N220)、三乙胺(TEA)为原料,1,4丁二醇(BDO)、乙二胺(EDA)为小分子扩链剂,二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水扩链剂,环氧树脂E-20为大分子扩链剂,合成了环氧聚氨酯复合乳液,讨论了几种扩链剂对合成的乳液性能的影响.结果表明,乳液的黏度、涂膜的硬度、拉伸强度随BDO、EDA、DMPA和E-20用量的增加而增大;乳液的外观和稳定性随BDO、EDA和E-20用量的增加变差,随DMPA的用量增加而变好;涂膜的吸水率随BDO和E-20用量的增加而减小,随EDA和DMPA用量增加先减小后增大.当BDO的添加量为6％、EDA为0.5％、DMPA为6％、E-20为5％～8％时,所制得的环氧聚氨酯复合乳液性能较好.     

聚四氢呋喃醚二醇脂肪族超支化聚氨酯的合成及表征

利用聚四氢呋喃醚二醇(PTMG,Mn=2000)和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为原料,以二月桂酸二丁基锡(DBTDL)为催化剂,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,根据反应过程中异氰酸酯基团和羟值含量的变化规律,优化出了PPU的合成条件:反应温度75℃,反应时间为1.5h,m(DBTDL)=0.007%(以IPDI和PT-MG2000的总质量计)。再通过接枝使PPU与端羟基超支化聚合物(HPAE)共聚反应制备得到一种新型超支化聚氨酯(HBPU)。经过单因素实验分析方法优化出了HBPU的合成条件为反应温度75℃,反应时间4h。分别利用FT-IR和综合热分析对PPU和HBPU的结构以及热稳定性进行了表征。     

一元胺为扩链剂合成聚氨酯的研究

采用一元胺为扩链剂和逐步减少扩链剂用量的方法合成了一系列聚氨酯样品,发现随着扩链剂量用的减少,断裂和伸长放拉伸强度都有显著的增加,当聚四氢呋喃二元醇分子量是１６８４,正成理论论是的一半时,断裂伸长率和拉伸强度分别达到１９９０％和１０＾４Ｎ／ｃｍ２,这是用传统的合成方法所达不到的。小角激光光散射的结果显示本文合成的样品为亚微观无定形结构。     

聚氨酯预聚体改性双酚A型氰酸酯树脂的研究

采用差示扫描量热法(DSC)研究了聚氨酯预聚体改性双酚A型氰酸树脂的固化行为及工艺,通过动态热机械分析(DMA)、热重分析(TGA)、介电性能和冲击强度测试对其玻璃化转变温度(Tg)、耐热性、介电性能和韧性进行了研究.结果表明,聚氨酯预聚体的加入可以很好地提高氰酸酯的韧性,当预聚体加入量为20％(质量分数)时,改性氰酸酯树脂的冲击强度达到最大值15.3 kJ/m2,比纯氰酸酯树脂提高了218％.改性氰酸酯树脂的Tg逐渐降低,预聚体加入量为氰酸酯质量的40％时,Tg降低为193℃,仍然具有较低的介电常数和介电损耗.     

聚氨酯预聚体分散体胶粒的形成与扩链

以聚丙二醇(PPG)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二羟甲基丙酸(DMPA)、乙二胺(EDA)为原料合成了固含量40%的聚氨酯分散体。采用激光粒度分析仪测试了预聚体分散体胶粒形成和扩链过程中的平均粒径和粒径分布,透射电镜(TEM)表征了胶粒的形态结构。结果表明,预聚体分散体中可能存在理想胶粒、活性胶粒、可再分散胶粒,理想胶粒中的NCO处于胶粒内部,活性胶粒中的NCO处于胶粒的内部和表面;分散和扩链反应中活性胶粒之间的反应使胶粒粗化和呈双峰分布;提高预聚体nNCO/nOH、COOH%,预聚体分散体中活性胶粒增加;TEM显示聚氨酯分散体胶粒主要呈球形,部分呈不规则形态。     

HTPB/PTMEG/DADMT聚氨酯弹性体的动态性能

以端羟基聚丁二烯(HTPB)、聚四氢呋喃醚二醇(PTMEG)和2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI-100)为原料,二甲硫基甲苯二胺(DADMT)为扩链剂,制得聚氨酯弹性体(PUE)。采用力学性能测试、差示扫描量热(DSC)、动态力学分析(DMA)及热重分析(TG)研究了HTPB/PTMEG比值、HTPB相对分子质量对PUE性能的影响。结果表明,HTPB(羟值0.836mmol/g)/PTMEG质量比为1∶4时,PUE力学性能最佳,拉伸强度30.3MPa,撕裂强度99.8kN/m;PU0(0.8)的tanδ峰位于-56.2℃,0℃以后,tanδ值低于0.08,说明丁羟型PUE比PTMEG型具有更好的动态性能,且HTPB分子量高,动态性能好;丁羟型PUE具有更高的热稳定性。     

聚氨酯预聚体分散体胶粒的形成与扩链EI北大核心

以聚丙二醇(PPG)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二羟甲基丙酸(DMPA)、乙二胺(EDA)为原料合成了固含量40%的聚氨酯分散体。采用激光粒度分析仪测试了预聚体分散体胶粒形成和扩链过程中的平均粒径和粒径分布,透射电镜(TEM)表征了胶粒的形态结构。结果表明,预聚体分散体中可能存在理想胶粒、活性胶粒、可再分散胶粒,理想胶粒中的NCO处于胶粒内部,活性胶粒中的NCO处于胶粒的内部和表面;分散和扩链反应中活性胶粒之间的反应使胶粒粗化和呈双峰分布;提高预聚体nNCO/nOH、COOH%,预聚体分散体中活性胶粒增加;TEM显示聚氨酯分散体胶粒主要呈球形,部分呈不规则形态。     

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。      

有机蒙脱土/聚氨酯弹性体复合材料的微观形貌及力学性能

以十八烷基三甲基氯化铵（OTAC）为改性剂,通过离子交换法改性钠基蒙脱土（MMT）制得有机蒙脱土（OMMT）;以聚丙二醇（PPG）和4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）为单体,1,4-丁二醇（BDO）为扩链剂,合成聚氨酯弹性体（PUE）基体;并采用预聚体法制备了OMMT/PUE复合材料。FTIR和XRD测试结果表明:OMMT在2 921 cm-1和1 469 cm-1处出现-CH₂吸收峰,表明OTAC分子链成功插入到OMMT片层,由OMMT的耐热性推算OTAC的插层量为24%,且OMMT的层间距较MMT增加了0.7 nm。OMMT/PUE复合材料的SEM和XRD结果显示:适量的OMMT在PUE基体中均匀分散,且以完全剥离的形式存在,其主要原因是:一方面由于OTAC分子与PUE软链间存在较强的作用,另一方面OMMT表面活性基团与基体间也存在一定的界面作用,两种作用均有利于提高OMMT/PUE复合材料的力学性能。力学性能测试结果表明:当OMMT的含量为3wt%时,OMMT/PUE复合材料的拉伸强度、扯断伸长率及断裂拉伸强度比PUE分别提高了37%、28%和34%,力学性能得到明显改善。      

内交联型复合薄膜用水性聚氨酯胶粘剂的研制

通过改变羧基含量(COOH%)、异氰酸酯基(-NCO)与羟基(-OH)的摩尔比(R值)、交联剂用量,考察了它们对聚氨酯乳液的粘度、胶膜的耐水性及复合薄膜T剥离强度的影响,合成了一种内交联型复合薄膜用水性聚氨酯胶粘剂.结果表明:乳液粘度随COOH%的增大而增大,随R值的增大而减小;随着COOH%的增加,胶膜的吸水率逐步增加,但随着R值或交联剂用量的增加而减小;R值或COOH%发生变化,T剥离强度也跟着发生改变;并且,交联剂能起到提高T剥离强度的作用,且当交联剂含量为9%最佳.     

亲水扩链剂对超支化水性聚氨酯皮革涂饰剂成膜性能的影响

超支化聚氨酯具有粘度低、溶解能力增强、成膜性能好、良好的耐水性、热稳定性、物理机械性能等优点,所以在理论和应用上超支化聚氨酯逐渐成为皮革涂饰领域研究的热点。首先,以二乙醇胺(DEA)和丁二酸酐为原料,甲醇为溶剂,合成一种新型羧酸型亲水单体(DMCA),优化得到DMCA的最佳条件为温度0℃,n(DEA)∶n(丁二酸酐)=1∶1.2,时间为80 min,甲醇用量为300 m L/mol(DEA),在最佳条件下DMCA的转化率为86.18%。采用红外(FT-IR)、核磁(1H NMR)、X射线衍射(XRD)、热重(TG)、元素分析等手段对DMCA进行结构和性能的表征。其次,以DEA、丙烯酸甲酯(MA)、三羟甲基丙烷(TMP)为主要原料,甲醇为溶剂,采用有核"一步法"制备端羟基超支化聚合物(HPAE)。最后,以一代端羟基超支化聚合物为代表,将其与聚四氢呋喃(PTMG,Mn=1 000)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、1,4-丁二醇为主要原料,使用羧酸型单体二羟甲基丙酸(DMPA)、二羟甲基丁酸(DMBA)、自制羧酸型单体(DMCA)为亲水扩链剂分别合成3种超支化水性聚氨酯皮革涂饰剂。通过红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、乳液粒径、热重(TG)、示差热分析(DSC)等现代仪器对3种涂饰剂结构和性质进行表征,并对3种薄膜的物理机械性能、薄膜接触角、耐热耐水耐溶剂性能进行对比研究。     

Impact of aging conditions on mechanical properties of thermoplastic polyurethane

In this study, impact of environmental aging conditions on the mechanical properties of thermoplastic polyurethane (TPU) was investigated. Especially, effect of temperature on water diffusion has been studied. Water-sorption experiments, tensile test and dynamic mechanical thermal analysis (DMTA) were performed after immersion in distilled water at different temperatures (25, 70 and 90 °C). The sorption process was analyzed by gravimetric measurements at different temperatures. Also, diffusion coefficients of solvent molecules in the TPU samples were identified. Therefore the activation energy and the mixing enthalpy were deduced. The aging impact on some mechanical properties of this material has been investigated after various aging cycles. Degradation of mechanical properties was observed. In fact, elastic modulus and stress at 200% of strain were decreased. It was also shown that such degradation largely depends on both aging temperature and aging immersion duration. The storage modulus (E′) was also affected by the hygrothermal (HT) environment. The modification of mechanical properties seems to be well correlated to structural observations obtained from scanning electron microscopy (SEM) photographs. Finally, through thermal aging experiments, it was deduced that the combination of temperature with water seems to be a major factor of TPU degradation.     

微量水对聚氨酯预聚体结构与溶解性的影响研究

为了更充分地了解微量水对聚氨酯预聚反应及预聚体结构的影响,用一步法首先合成了聚氨酯初始预聚体,然后研究了微量水及扩链温度等对聚氨酯预聚体的特性粘数、在THF中的溶解性和分子量分布等的影响,采用FT-IR对水扩链预聚体的聚集态结构进行了初步的研究。研究结果表明,水和—NCO基团反应生成聚脲结构,表现在聚氨酯硬段间的氢键作用增强,而硬段与软段间的氢键作用力减弱。微量水的存在可以对聚氨酯预聚体起到扩链作用,但随水量的增加预聚体会生成交联结构,产生不溶性凝胶。聚合温度的提高会加速聚脲结构的形成。     

Pultruded fibre reinforced polyurethane composites II. Effect of processing parameters on mechanical and thermal properties

This paper presents a novel process for the fabrication of pultruded polyurethane (PU) composites. The effects of the processing parameters on the mechanical properties (flexural strength and flexural modulus, etc.) and thermal properties (HDT) of the fibre reinforced PU composites by pultrusion have been studied. The processing parameters investigated include pulling rate (in-line speed), die temperature, filler type and content, and post-cure time and temperature. Results show that the composites possessed various optimum pulling rates at different die temperatures. On the basis of the DSC diagram, the swelling ratio, the mechanical properties and the thermal properties of composites, the optimum die temperature can be determined. It is found that the mechanical and thermal properties increase with filler content for various types of filler. The mechanical and thermal properties increase at a suitable post-cure temperature and time. Furthermore, the properties which decreased due to the degradation of composite materials for a long post-cure time will be discussed.     

环氧改性醇溶性聚氨酯分散液的制备及成膜性能?

以二月桂酸二丁基锡(T-12)为催化剂,通过异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI ),聚四氢呋喃二醇(PTMG1000),二羟甲基丁酸(DMBA)、γ-氨丙基三乙氧基硅烷(γ-APTES)和环氧树脂(E-44)的反应制备了醇溶性羟基封端聚氨酯(EPPU).采用傅立叶变换红外光谱(FT-IR )、X 射线衍射(XRD )、透射电镜(TEM)和扫描电镜(SEM)对聚氨酯的结构进行了表征,并测试了环氧树脂含量w(E-44)对胶膜的耐热性、力学性能和耐水性的影响.FT-IR测试结果表明环氧树脂与聚氨酯发生了反应,实现了化学改性.环氧改性使聚氨酯的结晶度下降,同时热稳定性和机械性能得到改善.当w(E-44)从0％(质量分数)提高到10％(质量分数),改性使聚氨酯的拉伸强度从5．19~6．99 MPa,吸水率从19．81％降低至4．865％.     

Effect of the nature of fillers and ultraviolet irradiation on the mechanical properties of epoxy composite coatings

The effect of ultraviolet irradiation, the physical nature and percentage of fine-grained fillers on the mechanical properties of composites has been studied. It has been found that the ultraviolet irradiation of epoxy compositions causes a decrease in the adhesive strength and an increase in the cohesive strength of protective coatings. This has been proved to be due to a change in the course of physicochemical processes at the filler/epoxy oligomer interface, owing to which external surface layers, which have a considerable extent and a high degree of cross-linking, are formed around fine particles in the matrix. Translated from Problemy Prochnosti, No. 4, pp. 117–123, July–August, 2009.     

接枝和非接枝聚氨酯/环氧树脂互穿网络聚合物的制备及其性能

采用分步法分别制备了接枝和非接枝聚氨酯(PU)/环氧树脂(EP)互穿网络聚合物(IPNs),研究了不同配比对材料力学性能和热性能的影响。红外结果显示接枝聚氨酯/环氧树脂互穿网络聚合物分子间形成了氨基甲酸酯的接枝结构;力学性能测试结果表明,聚氨酯的引入显著地提高了材料的力学性能,当m(PU)∶m(EP)=15∶85时,接枝聚氨酯/环氧树脂互穿网络聚合物的拉伸和冲击强度达到最大值(分别为36.7MPa和22.39kJ/m2),当m(PU)∶m(EP)=10∶90时,非接枝互穿网络聚合物拉伸和冲击强度达到最大值(分别为27.8MPa和19.34kJ/m2);TGA结果证实接枝互穿网络聚合物的热稳定性明显优于非接枝互穿网络聚合物。