生物基自修复聚氨酯的制备及其性能表征

选用三种不同的基于木质素的生物基扩链剂邻苯二酚、间苯二酚和对苯二酚分别制备了三种自修复聚氨酯(PUR)。并利用核磁共振氢谱(¹H-NMR)、核磁共振碳谱(¹³C-NMR)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)对其结构进行了表征，在对三者化学结构确认的基础上，进一步利用凝胶渗透色谱(GPC)对三种自修复聚氨酯的分子量及其分布进行了表征。在此基础上，利用热重(TG)、动态力学性能分析(DMA)、万能力学试验机、光学显微镜对三种PUR材料的热力学性能和自修复性能进行了分析表征。结果表明，使用间苯二酚和对苯二酚作为扩链剂的自修复PUR则表现出最佳的物理力学性能和热性能，其拉伸强度分别可达3.79,4.85 MPa，其在60℃处理12 h后，自修复效率达到88.9%和98.9%。     

基于酚-氨基甲酸酯键的自修复聚氨酯的制备及其热降解性能

为制备既具有良好力学性能,又具有自修复性能的聚氨酯材料,以不同比例的异佛尔酮二异氰酸酯和聚四氢呋喃二醇为原料制备了异氰酸酯基封端的聚氨酯预聚体,随后以不同用量的对苯二酚为扩链剂,制备了两种含有“酚-氨基甲酸酯键”的聚氨酯材料(BPPU)。利用凝胶渗透色谱(GPC)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、热重仪(TG)、万能力学试验机等分析手段对制备的自修复聚氨酯进行了分析表征。结果表明,增大异氰酸酯基与聚四氢呋喃二醇羟基的物质的量比(R值)不仅有助于制备分子量更大的自修复聚氨酯,而且有助于提升聚氨酯的拉伸强度和耐热性,此外,两种含有“酚-氨基甲酸酯键”的聚氨酯均表现出了优异的自修复性能,而且当R=4.0时BPPU的自修复效率达到了93.8%,且两种BPPU在经历自修复历程后,其红外光谱的峰形和峰位置几乎没有变化。     

吡啶基聚氨酯的制备及其自修复性能研究

为探究氢键对聚氨酯性能的影响,以聚四氢呋喃、异氟尔酮二异氰酸酯、4,4’?二羟基联苯（HBD）和N³,N⁵?双（4?羟基苯基）吡啶?3,5?二甲酰胺（HPD）制备了2种类型的聚氨酯,并利用红外光谱仪（FTIR）、热重分析仪（TG）、万能力学试验机等对2种聚氨酯的化学结构、热稳定性、力学性能和自修复性能等进行了表征和测试。结果表明,2种聚氨酯均表现出了优异的自修复性能;60 ℃下,两者均30 min即可完成自修复;相较于以HBD为扩链剂制备的聚氨酯,以含有吡啶基团和酰胺基团的扩链剂（HPD）制备的聚氨酯表现出更优异的力学性能（拉伸强度为1.2 MPa）、更优异的热稳定性能（热降解活化能为230.3 kJ/mol）及更高的残炭率（800 ℃残炭率约为5 %）。     

含米氏酸型双马来酰亚胺的合成及结构表征

首先以米氏酸、4-硝基苄氯为原料合成二硝基化合物(MADN),并将其还原为二元胺化合物(MADA),再用MADA与马来酸酐反应得到含米氏酸型双马酰亚胺(BMI-MAM)。采用核磁共振氢谱(¹H NMR)、核磁共振碳谱(¹³C NMR)和红外光谱(FTIR)对MADN、MADA和BMI-MAM进行结构表征。采用差示扫描量热仪(DSC)和热重分析仪(TG)测试了BMI-MAM单体和聚合物P(BMI-MAM)的热稳定性,同时采用了FTIR对P(BMI-MAM)的结构进行了表征。结果表明,成功制备了MADN、MADA和BMI-MAM,且P(BMI-MAM)具有较好的热稳定性(T_{d, 5}=425.0℃),较高的残炭率(CY_800℃=55.5%),因此拓宽了双马来酰亚胺在改性剂、碳材料等领域的应用。     

2,6-单取代双酚A间苯二甲醛树脂的合成及其在可逆热敏变色复合NiBR膜中的应用

采用双酚A与低熔点、弱π-π堆积作用且活性略高于对苯二甲醛(TPD)的潜在生物质——间苯二甲醛(IPD)为单体,在开放与溶液共缩聚体系中,微波辅助合成数均相对分子质量(■)为1.150×10³ g/mol、多分散指数(PDI)为1.004的2,6-单取代双酚A间苯二甲醛低聚酚醛树脂,采用核磁氢谱(¹H-NMR)、核磁碳谱(¹³C-NMR)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)表征其结构,以树脂做显色剂制备可逆热敏变色复合镍系顺丁橡胶膜。结果表明,由于IPD的低熔点、弱π-π堆积作用,BPA-IPD树脂的柔性及部分生成的IPD端COOH,有利于生成潜热较低的低、高温段共结晶相,提升低温段共结晶相的结晶限、变色速度(ΔE/t)以及与1,4-高顺式顺丁橡胶(NiBR)的互容性、稳定性;经配方优化的复合膜,在12～37℃的总色差(ΔE),在480～600 nm、600～660 nm可见光区的吸收/散射色差(■)分别达85左右,20与45左右,ΔE/t达2.14 s^-1。     

PET薄膜用水性聚氨酯胶黏剂的制备

以聚对苯二甲酸-3-甲基-1,5-戊二醇酯二醇(TPA-1000)、聚乙二醇(PEG-2000)为软段、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、一缩二乙二醇(DEG)、2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)为硬段,合成了一系列水性聚氨酯胶黏剂,用于PET薄膜的粘接。用傅里叶变换红外光谱(FTIR)表征了聚氨酯的结构,同时对聚氨酯胶膜进行了拉伸、耐水性、DSC和T型剥离等测试。结果表明,随着聚乙二醇含量的减少,大大增加了胶膜的力学性能和耐水性能,胶膜的热稳定性能有所提高,粘接强度先增加后减小,质量比TPA-1000∶PEG-2000=1∶1时,T型剥离强度达到最大值4.55 N/25 mm。     

大豆油-油酸多元醇改性聚氨酯胶黏剂的合成及性能

以环氧大豆油(ESBO)、改性油酸为原料,在无溶剂无催化剂的条件下,通过开环反应合成了环氧大豆油-油酸多元醇(P-OA-ESBO),通过红外(FTIR)和核磁(1HNMR)对环氧大豆油-油酸多元醇(P-OA-ESBO)的结构进行了表征。然后以P-OA-ESBO、异氟尔酮二异氰酸酯(IPDI)为原料,以绿色可再生的甘油为扩链剂,在无催化剂条件下合成了环保型包装用聚氨酯胶黏剂,不使用传统的石油类多元醇和有机锡类催化剂。利用热重分析(TGA)、差示扫描量热法(DSC)、拉伸力学性能测试、PE/OPP复合膜的剥离强度测试及剪切强度测试考察了不同R(NCO/OH)比聚氨酯胶黏剂涂膜的耐热、机械和粘接性能。结果表明,大豆油-油酸多元醇成功改性聚氨酯胶黏剂。当R值为1.3~1.5时合成的聚氨酯胶黏剂的力学拉伸和剪切能较好,R值在1.7时合成的聚氨酯胶黏剂剥离强度较优异,可满足PE/OPP膜的基本复合要求。     

含萘酰亚胺和烷基疏水基的新型表面活性剂合成及性能

为获得高效多功能表面活性剂,设计并合成了一系列萘酰亚胺和长链烷基为疏水基的新型季铵盐阳离子表面活性剂(C_nNDA,n=10,12,14,16代表长链烷基链长),并利用红外光谱(FT-IR)、核磁氢谱(¹H NMR)、核磁碳谱(¹³C NMR)和质谱(HRMS)对其结构进行了表征。研究了C_nNDA的表面活性、胶束性质、泡沫及抗菌性能。结果表明,C_nNDA具有优异的表面活性和泡沫性能。当疏水烷基链长碳数从10增加到16,其cmc值从1.01降至0.026 mmol/L;0.10 g/L的C₁₄NDA水溶液的泡沫半衰期可达16 h。同时C_nNDA具有良好的抗菌活性,C₁₆NDA对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的最低杀菌质量浓度分别为3.0和1.2μg/mL。另外,¹H NMR和荧光光谱研究表明,C_nNDA能够形成分子间氢键,且萘酰亚胺基团间形成了π-π堆积。C_n     

互穿聚氨酯-单畴液晶弹性相行为与力学性能

单畴液晶弹性体(mLCEs)在柔性机器人等诸多领域有着潜在的应用前景，其相行为和力学性能对其实际应用有着决定性的影响。针对基于m LCEs薄膜驱动器负载能力弱的问题，设计了一种含动态酰胺键的聚氨酯(PUR)和含聚乙二醇二丙烯酸酯(PEG250)的液晶聚合物的预聚体，通过物理交联制备出互穿型网络结构的PUR-mLCEs薄膜。核磁共振氢谱结构表征结果显示合成出含动态酰胺键的PUR，傅里叶变换红外光谱的结构表征结果显示聚合物分子链中形成具有氢键交联的互穿型网络结构。优化和探讨了含PEG250的mLCEs预聚体、PUR预聚体以及互穿型PUR-mLCEs的制备工艺参数，并通过差示扫描量热分析仪和拉力试验机对材料的各向同性转变温度(T_NI)、力学性能和相行为进行了表征和分析。结果表明，制备出PUR-mLCEs材料的T_NI降至56.8℃；在25～60℃工作温度范围内，断裂拉伸强度为15～10.7 MPa，降幅仅为28.9%。在500倍自身质量的负载下收缩率仍可达22.5%。在经过冷/热循环30次，其具有稳定的驱动性能。该PUR-mLCEs实现了在T     

共聚酰胺6/11的结构表征及力学性能研究

采用熔融共缩聚法制备共聚酰胺(PA)6/11,并通过傅立叶变换红外光谱(FTIR)仪和差示扫描量热(DSC)仪对其结构进行了表征,同时研究了己内酰胺含量对其力学性能的影响。FTIR分析结果表明,己内酰胺单体的引入并没有改变共聚PA6/11的主体PA11的晶型结构;DSC分析结果显示,所制备的材料为无规共聚物,在聚合过程中并没有形成均聚PA;力学性能研究表明,己内酰胺含量的变化对共聚PA6/11的拉伸强度和断裂伸长率影响较大,对冲击强度影响不大。     

基于动态共价键的pH响应自修复水凝胶制备与评价

以α-甲基丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚产物和聚乙烯醇为单体，十水合四硼酸钠为交联剂合成P(MAA /AMPS)-PVA二重互穿网络的pH响应水凝胶；通过扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱(FTIR)、凝胶渗透色谱（GPC）、热重分析(DSC-TG)和流变仪等表征了水凝胶的表面形貌和化学状态；测定了水凝胶的溶胀性﹑pH响应性﹑自修复性和流变性。结果表明，水凝胶形成稳定的IPN互穿网络结构且该水凝胶具pH敏感性、自修复性；PVA羟基与硼酸根离子形成的共价配位硼酸酯键决定水凝胶自修复性并受到介质酸碱控制；力学性能测定结果显示，自修复水凝胶拉伸强度668 kPa,断裂伸长率可达665%，修复效率可达81%。     

生物基共聚酯PBSeT制备与性能

采用单釜酯化缩聚法合成了聚癸二酸-对苯二甲酸丁二酯(PBSeT),研究了对苯二甲酸和癸二酸配比对共聚酯PBSeT热性能和拉伸性能的影响.结果表明,共聚酯PBSeT的热性能和性能性能可以通过控制共聚单体的物质的量之比来调整.采用傅立叶变换红外光谱(FTIR)和核磁共振氢谱(1H NMR)表征了PBSeT的化学结构和组成,...     

PET薄膜用水性聚氨酯胶黏剂的制备

以聚对苯二甲酸-3-甲基-1,5-戊二醇酯二醇(TPA-1000)、聚乙二醇(PEG-2000)为软段、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、一缩二乙二醇(DEG)、2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)为硬段,合成了一系列水性聚氨酯胶黏剂,用于PET薄膜的粘接。用傅里叶变换红外光谱(FTIR)表征了聚氨酯的结构,同时对聚氨酯胶膜进行了拉伸、耐水性、DSC和T型剥离等测试。结果表明,随着聚乙二醇含量的减少,大大增加了胶膜的力学性能和耐水性能,胶膜的热稳定性能有所提高,粘接强度先增加后减小,质量比TPA-1000∶PEG-2000=1∶1时,T型剥离强度达到最大值4.55 N/25 mm。     

基于Diels-Alder反应的自修复水性聚氨酯的合成与性能研究

合成了N-(2-羟乙基)马来酰亚胺及双端呋喃结构的HFA,将这两种分子作为扩链剂引入水性聚氨酯的链段,得到不同DA可逆化学键含量的自修复水性聚氨酯,使用傅利叶红外光谱和核磁共振氢谱对其结构进行了表征。通过万能材料试验机对材料进行测试与分析,实验结果表明,随着N-(2-羟乙基)马来酰亚胺的含量从0%增加到2%,试样的拉伸强度从0.51MPa增大到1.28MPa。把样条切断,沿断面进行拼接,在130℃加热0.5h,然后在80℃下保温8h对断面进行修复。修复后WPU-1和WPU-2的拉伸强度分别为0.82MPa和0.98MPa,拉伸强度修复率分别为69.49%和76.56%,同样的条件下WPU-0样条不能修复。随着DA可逆化学键在水性聚氨酯中含量的提高,材料的拉伸强度和自修复效率有明显的提高。     

PLA/PBAT薄膜的制备及其降解性能研究

以过氧化二苯甲酰(BPO)为界面相容剂,采用熔融挤出、吹塑成型的方法制备了聚乳酸/己二酸-对苯二甲酸-丁二酯共聚物(PLA/PBAT)薄膜。通过力学性能检测和碱液加速降解试验研究了PBAT含量对PLA/PBAT薄膜力学性能及降解速率的影响;并运用红外光谱(FTIR)及动态力学分析(DMA)探究了降解机理。结果表明:随着PBAT含量的增加,PLA/PBAT复合薄膜的拉伸强度、拉伸模量及直角撕裂强度减小,断裂伸长率增大。PLA/PBAT复合薄膜的降解实质是酯键的水解。与降解前相比,降解后薄膜的储能模量大幅度降低,玻璃化转变温度略微下降。     

蜜胺树脂交联改性水性聚氨酯的制备与性能研究

首先合成了三羟甲基三聚氰胺(TMM),然后以其为交联剂,聚醚N-220、IPDI为主要原料,制备了蜜胺树脂交联改性水性聚氨酯乳液及其固化胶膜。用核磁共振谱(NMR)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)分别表征了TMM和改性材料,采用差示扫描量热仪(DSC)、热重分析仪、拉力机和铅笔硬度计研究了TMM的含量对改性材料热性能、力学性能、硬度和耐水性的影响。结果表明,随着TMM含量的增加,乳液平均粒径增大;胶膜的机械性能、热稳定性、硬度和耐水性均有所提高,与纯聚氨酯胶膜相比,当TMM添加量为0.005 mol时(此时交联度为25%),改性材料拉伸强度提高了98.25%,断裂伸长率下降了61.9%,初始热分解温度提高了30℃。     

抗氧剂Irganox1010对聚氨酯弹性体老化性能的影响

通过傅里叶红外变换光谱、热分析与力学性能测试,研究了抗氧剂四(3,5-二叔丁基-4-羟基苯丙酸)季戊四醇酯(Irganox1010)对聚氨酯弹性体老化性能的影响。力学测试结果表明,150℃下老化48h后,未加抗氧剂的聚氨酯弹性体的拉伸强度与老化前相比较下降11.6%,而添加抗氧剂的聚氨酯弹性体的拉伸强度与老化前相比较没有下降。热重分析、差示扫描量热分析和红外光谱分析结果表明,抗氧剂Irganox1010能阻碍聚氨酯分子链的断裂,减缓材料的老化,因此能促进聚氨酯弹性体的抗老化性能。     

尼龙1111的合成与物理力学性能研究

以十一碳二元酸和十一碳二元胺为原料合成了尼龙(PA)1111,采用傅立叶变换红外光谱和核磁氢谱对其结构进行了表征。测定了PA1111的各种物理力学性能,并将其与PA11、PA12、PA1212及PA1313的物理力学性能进行了对比。结果表明,PA1111的各种物理力学性能与这些长碳链PA的物理力学性能接近,是一种新型的性能优良的长碳链PA。     

改性有机蒙脱土在硅橡胶中的应用性能研究

利用红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)和热失重(TGA)对有机蒙脱土(OMMT)的结构进行了表征。采用溶液插层法制备了RTV/OMMT复合材料,研究了复合材料的拉伸强度、断裂伸长率、硬度及热稳定性,并用XRD对复合材料的结构进行了表征。结果表明,经有机化改性后的OMMT的层间距明显增大。随OMMT用量的增加,复合材料的力学性能得到提高。当OMMT质量分数为3%时,其拉伸性能最优。XRD分析表明,材料中形成了RTV/OMMT剥离型纳米复合材料。     

碳点/水性聚氨酯复合材料的制备及性能

以异氟尔酮二异氰酸酯(IPDI)和聚氧化丙烯二醇(PPG)为原料制备水性聚氨酯,以此为碳源,采用水热法制备碳点,再以IPDI和聚己二酸-1,4-丁二醇酯二醇(PBA)为原料,将不同质量分数的碳点加入反应体系中,制得碳点/水性聚氨酯复合材料。采用FTIR、TEM、SEM、TGA、DSC、UV-Vis、荧光光谱以及力学性能测试等对复合材料结构和性能进行检测和表征。结果显示,复合胶膜的热稳定性、荧光性能、力学强度都因碳点的加入得到提高,当碳点加入质量分数达0.5%时,复合胶膜的量子产率和荧光寿命分别为4.15%和2.43 ns,胶膜的拉伸强度和断裂伸长率分别为36.80 MPa和660%,比未加碳点的样品分别提高了29.7%和33.3%。