不同软段热塑性聚氨酯弹性体的合成及性能研究

以聚己二酸丁二醇酯二醇(PBA)、聚己内酯二醇(PCL)、聚碳酸酯二醇(PCDL)和聚四亚甲基醚二醇(PTMG)作为软段,采用一步法制得4种热塑性聚氨酯弹性体(TPU)。通过FTIR、电子拉力试验机、DSC、TGA和DMA分析研究了软段结构对TPU的物理机械性能、热性能和动态力学性能的影响。结果表明,在软段分子量和硬段含量相同时,PTMG-TPU和PCL-TPU较PBA-TPU和PCDL-TPU具有较低的硬度、模量、压缩永久变形和较高的弹性。PBA-TPU和PTMG-TPU显示较高微相分离程度和热稳定性;PCDL-TPU则显示较高的相混合程度。在低于玻璃化转变温度(Tg)时其储能模量降低次序为PCDL-TPUPBA-TPUPCL-TPUPTMG-TPU,Tg增大的次序为PTMGTPUPCL-TPU≈PBA-TPUPCDL-TPU。     

聚碳酸酯二醇型热塑性聚氨酯弹性体的制备与性能

以聚碳酸酯二醇(PCDL)为软段、4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)/1,6-己二醇(HG)为硬段,经两步法制备了不同硬段含量的PCDL型热塑性聚氨酯弹性体,即聚碳酸酯聚氨酯(PCU); 考察了硬段含量对PCU的力学性能、结晶性能、流变性能及耐热性能的影响。结果表明,随着硬段含量的增加,PCU的拉伸强度、定伸应力及邵尔A硬度均增大,扯断伸长率减小,当硬段质量分数为40%时,PCU的拉伸强度高达28.82 MPa,300%定伸应力为21.46 MPa,扯断伸长率为382%,邵尔A硬度为85。随着硬段含量的增加,PCU的结晶能力增强,耐热性能提高。PCU具有典型的假塑性流体特征。     

软段对热塑性聚氨酯热熔胶性能的影响

以多元醇[如聚己二酸丁二醇酯(PBA)、聚己二酸乙二醇酯(PEA)、聚四氢呋喃二醇(PTMG)和苯酐聚酯多元醇(2502A)等]为软段,4,4′-二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)链段为硬段,合成了一系列聚氨酯热熔胶(PU-HMA)。着重探讨了多元醇的结晶性、组成及其配比对PU-HMA性能的影响。研究结果表明:软段的结晶性对PU-HMA的粘接强度有一定影响;PBA和PTMG共混有利于降低PU-HMA的熔点、缩短熔程,但其粘接强度下降;当软段中m(PBA)∶m(PTMG)∶m(2502A)=100∶10∶2时,相应PU-HMA的熔点(45.1℃)进一步降低,但粘接强度(4.25 MPa)明显提高。     

软段对热塑性聚氨酯弹性体结构及性能的影响

以二苯基甲烷-4,4′-二异氰酸酯(MDI)和扩链剂1,4-丁二醇(BDO)为聚氨酯弹性体硬段(控制硬段质量分数32%),以实验室自制聚己二酸乙二醇酯二醇(PEA)和聚己二酸乙二醇丙二醇酯二醇(PEPA)为软段,经预聚体法合成不同结构的热塑性聚氨酯弹性体(TPU)。研究了弹性体软段部分对其硬度、力学性能和结晶性能的影响。结果表明,控制热塑性聚氨酯弹性体硬段部分不变,改变软段,材料硬度变化不大;软段聚酯二元醇随其相对分子质量的增加,TPU力学性能和结晶性能均增强;研究不同PG含量的软段PEPA-TPU发现,当PG质量分数为10%时,TPU力学性能与结晶性能最好。     

聚四甲撑二醇热塑性聚氨酯弹性体的合成研究

七十年代初期,以聚四甲撑二醇(PTMG)为主要原料的聚醚型热塑性聚氨酯弹性体开始有商品生产。我们用PTMG和4,4′-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)合成了具有较好物理机械性能和加工工艺性能的聚四甲撑二醇热塑性聚氨酯(PTMG-TPU)弹性体。     

以二聚脂肪酸聚酯二元醇为软段合成水性聚氨酯-脲

以C36二聚脂肪酸聚酯二元醇为软段,合成了一系列贮存稳定性优异的聚氨酯-脲(PUU)水分散液。与由己二酸聚酯二元醇制备的PUU水分散液相比,这类PUU水分散液的粒径减小,成膜后的耐水性和力学性能明显提高,其中硬段质量分数为35%的水分散液(DPU 35)成膜后的吸水率最低,仅为1. 3%。进一步在DPU 35中添加少量的含氟聚丙烯酸酯乳液,发现水在这种改性PUU膜表面的接触角上升到96°,表现出良好的疏水性,材料的力学性能也更高。     

大二醇软链段混合比对聚氨酯弹性体的性能影响

以α,ω-双(γ-羟丙基)聚二甲基硅氧烷(BHPDMS)和聚氧四甲基二醇(PHMO)混合大二醇作为软链段,以1,4-丁二醇(BDO)为扩链剂,采用两步溶液聚合法合成了大二醇基芳香聚氨酯(PU)弹性体,其中w(硬链段)=40%。使用傅里叶红外光谱(FT-IR)法和差示扫描量热法(DSC),研究了混合大二醇中BHPDMS与PHMO的质量比对该PU弹性体的结构形态和性能的影响。结果表明,当混合大二醇中w(PHMO)=40%-60%时,所得PU弹性体具有优异的综合力学性能和表面疏水性。     

热塑性聚氨酯蓝母粒的制备及性能研究

通过设计母粒配方和调控加工工艺,成功制备了颜料质量分数为20%的热塑性聚氨酯蓝母粒。并通过积分球式测色仪、光学显微镜和熔体流动速率仪,测试了热塑性聚氨酯蓝母粒及其着色制品的着色力、遮盖力、分散性及母粒的加工流动性能。结果表明,酞菁蓝15:3适用于制备热塑性聚氨酯色母粒,选择HPL6050作为分散剂,当其含量为8%时,制品具有最好的色彩性能和加工流动性能,且颜料粒子分散最好。     

以小分子二醇为扩链剂的聚氨酯弹性体的制备及性能

采用小分子二醇为扩链剂制备了具有不同性能的聚氨酯弹性体（PUE）材料,研究了小分子二醇用量对聚氨酯弹性体性能的影响。结果表明：对于数均相对分子质量（^-Mn）为2000的聚酯多元醇CMA-24和聚己内酯多元醇PCL-220N而言,随着小分子二醇用量的增加,所合成的PUE断裂伸长率下降,硬度及100％或300％定伸强度增加,玻璃化转变温度（Tg）升高,阻尼因子tanδ最大值越来越低;对于^-Mn为3000的聚酯多元醇CMA-66而言,随着小分子二醇用量的增加,所合成的PUE的硬度、断裂伸长率下降,当小分子二醇（乙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇（HDO））与CMA-66的物质的量比为1：1及2：1时,所制得PUE有2个Tg峰,当比值为3：1及4：1时,Tg为1个峰。当HDO与CMA-66的物质的量比由1：1增大到4：1时,所制PUE由完全不透明转变为透明。     

以生物基二聚脂肪酸制备聚氨酯丙烯酸酯树脂及其性能研究

为了减缓石油资源消耗,利用可再生二聚酸制备聚氨酯丙烯酸酯。将二聚脂肪酸(DA)与乙二醇(EG)以不同的物质的量比缩合制得3种不同羟值的聚酯二元醇(A-1、A-2、A-3),再依次通过与甲苯二异氰酸酯(TDI)、丙烯酸羟乙酯(HEA)反应引入丙烯酸酯基团,从而制得3种可光固化的聚氨酯丙烯酸酯树脂(B-1、B-2、B-3)。利用傅立叶变换红外光谱(FT-IR)对原料及合成产物进行了结构表征;采用实时红外分析(RT-IR)研究了不同条件下树脂的光固化性能;采用万能试验机、差示扫描量热仪(DSC)、热重分析仪(TGA)分析测试了固化膜的力学性能、玻璃化转变温度和热稳定性;同时测试了固化膜的接触角及铅笔硬度等。结果表明:随着二聚酸含量的升高,所制得的聚酯二元醇黏度和数均相对分子质量增大,羟值降低。最终所制备的聚氨酯丙烯酸酯树脂固化膜的热稳定性和附着力基本相同,但随着羟值含量的降低,软段部分增加,双键含量降低,交联密度下降,导致固化膜铅笔硬度、吸水率降低,柔韧性增加。     

石墨烯/热塑性聚氨酯复合材料的制备及性能研究

采用溶液共混浇铸成膜法,制备了热塑性聚氨酯/石墨烯复合材料,并对其结构和性能进行了研究。结果表明,高温还原得到的石墨烯可大幅度提高热塑性聚氨酯复合材料的储能模量。电学性能测试表明,热塑性聚氨酯/石墨烯复合材料的电性能在质量分数为1%～3%的填料量范围内出现了突变,体积电阻率降低了6个数量级。     

石墨烯/热塑性聚氨酯薄膜的制备及性能

采用热还原的方法由氧化石墨烯(GO)制备得到还原石墨烯(RGO),并将两种石墨烯与热塑性聚氨酯(TPU)复合制得纳米复合材料薄膜。进而考察了两种纳米复合材料薄膜的导电、导热及力学性能。结果表明:在TPU中加入GO能够得到高导热、低导电的纳米复合材料,而加入RGO则得到高导热、高导电的纳米复合材料;同时,GO和RGO的加入,均能显著提高TPU的拉伸强度和模量。     

不同软段结构聚氨酯乳液的制备及关键性能的对比研究

以聚己二酸丁二醇酯二醇(简称PBA)、聚己二酸2-甲基丙二醇酯二醇(简称PMA)、聚己二酸新戊二醇酯二醇(简称PNA)、聚己二酸二乙二醇酯二醇(简称PDA)、二聚酸聚酯二元醇(简称PDFA)、异佛尔酮二异氰酸酯(简称IPDI)、六亚甲基二异氰酸酯(简称HDI)和2-二羟甲基丙酸(简称DMPA)、乙二氨基乙磺酸钠(简称A...     

无卤阻燃热塑性聚氨酯的制备与性能研究

首先自制了无卤阻燃剂,再与TPU挤出共混,通过热失重分析(TGA)和水平垂直燃烧(UL94)测试对阻燃效果及阻燃机理进行了分析,选择了最佳配方的阻燃剂;随后制备了不同阻燃剂含量的无卤阻燃TPU复合材料,并对复合材料的阻燃性能、力学性能及环保性能等进行了测试。结果表明,自制无卤阻燃剂可以使TPU达到理想的阻燃效果,随着无卤阻燃剂含量的增加,TPU的阻燃性能越来越高,拉伸强度越来越低,当添加量为18%时,复合材料阻燃性可以达到UL94 V-0级(0.8 mm),无滴落,且拉伸强度在20 MPa以上。     

热塑性聚氨酯复合材料薄膜的制备及其性能研究

利用纵向氧化切割多层碳纳米管（MWCNTs）制得氧化石墨烯纳米带碳纳米管（GONRs-CNTs）2种维度纳米杂化材料,用异氰酸苯酯对GONRs(67 %)-CNTs纳米杂化体进行表面化学修饰制得功能化GONRs(67 %)-CNTs（pGONRs-CNTs,GONRs质量分数为67 %）,探究了pGONRs-CNTs对热塑性聚氨酯（TPU）薄膜阻隔、力学和降解性能的影响。结果表明,改性后所得pGONRs-CNTs杂化体表面变得模糊而粗糙,亲油性得到明显提高,有利于其在聚合物基体中实现均匀稳固分布。当pGONRs-CNTs含量为0.5 %（质量分数,下同）时,TPU/pGONRs-CNTs材料相比纯TPU材料的氧气透过率（OTR）低63.08 %,拉伸强度高46.55 %,其对应的阻透性能与力学性能均有较大程度提高;而且,由于pGONRs-CNTs物质的使用,使TPU材料的使用寿命延长。     

硅橡胶/热塑性聚氨酯共混弹性体的制备及性能研究

采用简单共混和动态硫化的方法分别制备了有机硅橡胶改性热塑性聚氨酯弹性体(TPU).通过红外光谱(FTIR)、万能拉力机和扫描电子显微镜(SEM)的手段,研究了不同制备方法、硅橡胶/TPU质量比以及硅橡胶硫化体系等对材料微观相结构和力学性能的影响.结果表明,硅橡胶和TPU简单共混物的硬度、模量较低,拉伸永久变形随硅橡胶含...     

一步法制备网状聚氨酯软泡及性能研究

以聚醚多元醇ZS-315、普通聚醚三醇ZS-2802及其他助剂为原料,采用一步法工艺制备了高开孔率(开孔率大于97%)网状聚氨酯软泡,讨论了助剂对泡沫性能的影响,并与两步法制备的网状聚氨酯软泡的物理性能进行对比。结果表明,该方法配方调节灵活,所制得的网状聚氨酯软泡物理性能优良,且与两步法制备的网状聚氨酯软泡性能相当。     

聚四氢呋喃醚二醇/蓖麻油基聚氨酯脲弹性体的制备与性能

以可再生的蓖麻油、聚四氢呋喃醚二醇(PTMG-1000)、甲苯二异氰酸酯(TDI)为原料,采用预聚体法合成了一系列的聚氨酯脲弹性体(PUU)。使用电子拉力机测定了材料的力学性能,并采用示差扫描量热仪(DSC)和热重分析仪(TG)对材料进行了热分析。结果表明,随着PTMG-1000质量分数的增加,材料的拉伸和撕裂强度先增加后降低,断裂伸长率不断增加,硬度有所下降。PTMG-1000/蓖麻油软段共混型PUU的耐热性能明显优于单纯蓖麻油基PUU。     

聚丁二烯为软段的聚氨酯声学性能和机械性能的研究

报道了由聚丁二烯多元醇、MDI和2-乙基-1,3-己二醇为扩链剂制作的浇注型聚氨酯弹性体的机械性能和声学性能。这种弹性体可用于包覆声呐换能器,这种应用对声学性能的基本要求是声速和密度均与水接近来获得与水的声学阻抗相匹配。良好的匹配可以使声信号从水向材料完美通过,但由于高分子本身的黏弹性,总会有些残余不匹配。扩链剂用量的增加可以提高强度、增加硬度、形成微相分离结构。强度较高的材料由于增加了剪切模量和阻尼性导致声学性能变差。样品厚度和声波频率在特定应用范围内时,可以在声学性能和强度之间取一个平衡来满足要求。