葡萄糖改性水性聚氨酯

异佛尓酮二异氰酸酯(IPDI)为硬段,聚环氧丙烷二醇(N210)为软段,采用两步法合成一系列不同葡萄糖(PG)含量的水性聚氨酯。通过乳液稳定性测试,并采用傅立叶变换红外光谱(FTIR)、热重分析(TG)对胶膜进行结构和热性能表征,以及耐水性测试和硬度测试,探讨了不同PG含量时乳液稳定性,胶膜热性能、耐水性和硬度。结果表明,随着PG含量增加,胶膜耐水性和耐热性能均得到提高,而硬度呈上升趋势。综合考虑乳液状态和胶膜性能,葡萄糖添加量为1.75%最佳。     

一种高硬度水性聚氨酯的合成及性能研究

以甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚环氧丙烷二醇(N210)、葡萄糖(PG)为原料,采用丙酮法合成了一系列改性水性聚氨酯,乳液稳定贮存期长达半年以上。通过红外测试、热力学测试、硬度测试等研究了不同PG加入量时的胶膜性能。结果表明:葡萄糖改性后的聚氨酯乳液粒径变小,胶膜性能得到改善,耐水性提高,硬度增加,耐热性也得到提升。     

葡萄糖改性水性聚氨酯及其生物降解行为研究

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚环氧丙烷二醇(N210)作为主原料,葡萄糖(PG)作为交联剂制备了水性聚氨酯。对样品乳液进行平均粒径和稳定性测试,对胶膜进行了硬度、力学性能、耐水性以及热稳定性表征;采用土埋法对胶膜进行降解试验,并对降解后的样品进行表征。结果表明:葡萄糖的加入可以明显提高水性聚氨酯的力学性能,当PG含量为2.5%时,胶膜的拉伸强度达到40 MPa,邵A硬度达到78;葡萄糖的加入明显提高了聚氨酯胶膜生物降解速率,120 d内胶膜的力学性能几乎完全损失,样品破碎粉化。研究表明:葡萄糖作为交联剂既可以提高水性聚氨酯胶膜的性能,也可以促进聚氨酯在环境中自然降解。     

三异丙醇胺交联改性阳离子水性聚氨酯封底漆的合成及其性能

以三异丙醇胺(TIPA)为交联剂制备了不同交联度的阳离子型水性聚氨酯(CWPU)。用红外表征其结构,并分别对CWPU乳液的粒径分布和胶膜的机械性能、热学性能以及耐水性进行了测试。结果表明:随着TIPA含量的增加,CWPU乳液的平均粒径先减小后增大,胶膜硬度增加,拉伸强度增大,软段玻璃化转变温度提高,耐水性和耐热性提升。当TIPA加入量为1.80%时,胶膜机械性能最优,拉伸强度达17.5 MPa,硬度达邵D65,耐热性也最好;当TIPA加入含量为1.35%时,胶膜耐水性最好,96 h吸水率为4.2%,并且乳液粒径较小,较适合作木器封底漆。     

有机硅改性水性聚氨酯膜处理温度对性能的影响

采用聚四氢呋喃二醇(PTMG)和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为主要原料,端羟基聚二甲基硅氧烷(HTPDMS)为改性剂,通过改变HTPDMS的含量合成一系列改性的水性聚氨酯(WPU)乳液。乳液室温成膜后,在不同温度下进行热处理。采用核磁共振(NMR)测试、粒径测试、X射线光电子能谱(XPS)、耐水性能和力学性能等测试对样品进行了表征,考察了不同HTPDMS含量及不同后处理温度对WPU乳液及涂膜性能的影响。结果表明,Si元素在胶膜表面的显著富集,使胶膜耐水性能提高;随着乳胶膜后处理温度的升高,Si元素迁移能力明显提高,拉伸强度也明显提高。采用扫描电子显微镜观察了WPU膜的断面形貌,当HTPDMS引入到聚氨酯分子链中,聚氨酯基质出现了不同程度的相分离。     

自分层环氧丙烯酸酯复合乳液的合成及其稳定性研究

使用反应型乳化剂,通过核-壳乳液聚合法制备了可自分层的环氧丙烯酸酯复合乳液。采用透射电子显微镜和激光粒度分析仪对乳胶粒的结构和粒径进行了表征。通过衰减全反射红外光谱和扫描电镜对乳液固化后的胶膜进行表征,并测试了乳液的稳定性以及胶膜的铅笔硬度和耐水性。当乳化剂用量为7.00%(相对于乳液固体分的质量分数,后同),稳定剂(羟丙基甲基纤维素)用量为0.36%,功能性单体甲基丙烯酸用量为6.00%~8.00%时,所制乳液的稳定性最佳,且环氧树脂含量高达40.00%。其胶膜呈现分层结构(最上层以丙烯酸酯树脂为主,中间为2种树脂共混,下层以环氧树脂为主),具有较好的铅笔硬度和耐水性。     

聚氨酯-聚丙烯酸互穿网络聚合物乳液的合成

以甲苯二异氰酸酯、聚醚多元醇、二羟甲基丙酸、1,4 丁二醇、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯等为原料,采用原位乳液聚合工艺合成聚氨酯聚丙烯酸酯乳液.研究了单体含量对乳液及胶膜性能的影响.实验结果表明:随着乙烯基单体含量的增加,乳液稳定性下降;胶膜的断裂伸长率降低,硬度和耐水性增加.当乙烯基单体的质量分数为35%时,乳液的稳定性大于365 d,胶膜的断裂伸长率为482%,摆杆硬度为0.68,吸水率为18.7%.红外光谱分析表明合成了聚氨酯聚丙烯酸酯.     

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℃。     

硬段含量对水性聚氨酯性能的影响

以聚酯多元醇和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为主要原料，引入亲水单体二羟甲基丙酸(DMPA)，按不同配比合成了系列聚氨酯乳液。考察了硬段含量对乳液粒径、表观黏度、膜吸水性、硬度、力学性能的影响，并通过动态力学性能测试(DMA)研究了软段和硬段的玻璃化转变温度。结果表明：提高-NCP/-0H物质的量之比、DMPA用量均使聚氨酯中软段的玻璃化温度Tg(s)降低，硬段的玻璃化温度Tg(h)升高，△T值增加，软硬段相分离程度增加。随乙二胺用量的增加，会使软段玻璃化转变温度Tg(s)移向高温，软硬段相分离程度降低；硬段含量提高，胶膜硬度增加，拉伸强度增加，胶膜耐水性降低。     

单体含量对核壳结构聚氨酯-聚丙烯酸酯乳液性能影响

以水性聚氨酯（PU）为种子乳液,以丙烯酸酯（PA）为聚合性单体,采用种子乳液聚合法合成核壳结构聚氨酯-聚丙烯酸酯乳液（PUA）。研究了单体含量对乳液及胶膜性能的影响。实验结果表明：随着乙烯基单体含量的增加,乳液颜色加深,稳定性下降,胶膜的断裂伸长率降低,硬度和耐水性增加。当乙烯基单体和PU百分比（M／P）为25％时,乳液的稳定性大于12个月,胶膜的断裂伸长率为498％,硬度为0．64,吸水性为22．8％。红外光谱分析表明合成了PUA。     

阴离子含氟水性聚氨酯乳液的合成与表征

采用异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚四氢呋喃醚(PTMG)、全氟醇(Rf-OH)、二羟甲基丙酸(DMPA)等为原料合成了阴离子含氟水性聚氨酯乳液(FWPU)。通过红外光谱(FT-IR)、热失重(TG)、X-衍射(XRD)等测试对FWPU进行了表征,讨论了Rf-OH含量、DMPA含量、R值(NCO与OH摩尔比)等对FWPU乳液贮存稳定性和乳胶膜耐水性能的影响。结果表明,由于全氟烷基的引入,WPU的热稳定性得到提高,其乳胶膜的表面性能得到明显改善;当Rf-OH质量分数为28%、DMPA质量分数为5.20%、R值在1.05～1.15之间时,FWPU乳液贮存稳定性和乳胶膜耐水性能较好。     

软硬单体对聚硅氧烷/丙烯酸酯复合乳液的影响

以阳离子开环法制得不饱和PSiO(聚硅氧烷乳液)为种子,采用乳液聚合法与BA(丙烯酸丁酯)、MMA(甲基丙烯酸甲酯)、HPA(丙烯酸羟丙酯)、EO9TMPTA(乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯)共聚合成了一系列PSiOA(聚硅氧烷/丙烯酸酯)复合乳液。通过FT-IR、TEM、乳液稳定性、粒径、流变、胶膜吸水率、力学性能和热性能测试研究了BA/MMA质量比对复合乳液结构与性能的影响。研究结果表明:所制备的乳液粒径约为40～50 nm,随着BA/MMA比值的减小,乳液凝聚率、黏度增大,胶膜的热稳定性、耐水性、玻璃化转变温度(Tg)等综合性能得到了较大的提高;当m(BA)∶m(MMA)=1.8∶1.2时,综合性能最佳,拉伸强度为5.62 MPa,断裂伸长率为653%。     

TMPTA交联改性水性丙烯酸树脂的制备及性能

以丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸甲酯为主要单体,甲基丙烯酸缩水甘油酯和丙烯酸为功能性单体,三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)为交联剂,采用乳液聚合法合成了水性丙烯酸树脂。通过测量乳液粒径和黏度,热重分析,机械性能和吸水率测试,考察了TMPTA用量对乳液及其胶膜性能的影响,并用红外光谱表征了胶膜的结构。结果表明,TMPTA的加入可提高胶膜的拉伸强度、硬度、热稳定性和耐水性。当TMPTA用量为6%时,乳液的平均粒径为78.49 nm,黏度为29.77 mPa·s。其胶膜的综合性能最好:交联度96.63%,邵氏硬度44 HA,T剥离强度0.46 kN/m,拉伸强度2.30 MPa,断裂伸长率154.2%,吸水率3.60%,失重率为50%时的分解温度为411℃。     

三聚氰胺交联改性水性聚氨酯的制备及性能

以异佛尔酮二异氰酸酯和聚丙二醇(PPG-2000)为主要原料,以三聚氰胺为交联剂,采用预交联(产物记为MWPU)和后扩链(产物记为mWPU)两种交联方式合成三聚氰胺交联改性水性聚氨酯乳液,并与以三羟甲基丙烷(TMP)为交联剂制备的改性聚氨酯(产物记为TWPU)进行了对比。通过测量乳液粒径、红外光谱分析、热重分析、力学性能测试、吸液率计算,考察了交联剂种类、用量以及交联方式对改性乳液及其胶膜结构与性能的影响。结果表明,交联改性增大了乳液的平均粒径,提升了胶膜的铅笔硬度,拉伸强度、热稳定性和耐水性,但对附着力的影响不大。用三聚氰胺改性所得胶膜的性能优于用TMP改性,采用预交联方式改性优于后扩链方式。当交联度为5/20时,MWPU胶膜的拉伸强度达到13.45 MPa,硬段最大分解速率对应温度为351℃,软段最大分解速率对应温度达到404℃。     

丙烯酸酯改性磺酸型水性聚氨酯乳液的合成及性能研究

以甲苯二异氰酸酯(TDI-80)、聚酯二元醇为主要原料,1,4-丁二醇(BDO)为小分子扩链剂,丙烯酸羟乙酯(HEA)为封端剂,乙二胺基己磺酸钠(N60)为亲水扩链剂,成功制备了封端型水性聚氨酯乳液(WPU)。再以甲基丙烯酸甲酯(MMA)和丙烯酸丁酯(BA)对上述乳液进行接枝共聚,成功制备出丙烯酸酯-水性聚氨酯复合乳液(WPUA)。通过红外(FTIR)、透射电镜(TEM)、热重分析(TGA)、耐水性和力学性能测试等分析手段研究了WPUA乳液及其涂膜的结构与性能。结果表明,WPUA乳液具有良好的室温贮存稳定性及成膜性能,与WPU乳液相比,WPUA乳液粒径有所增大,且粒子呈核壳结构。其胶膜的耐热性、耐水性和力学性能较WPU胶膜均有所提高。     

对苯二酚二羟乙基醚对水性聚氨酯性能的影响

采用聚己二酸1,4-丁二醇酯二醇(PBA,M_n=2 000)为软段,对苯二酚二羟乙基醚(HQEE)为扩链剂合成了一组稳定的水性聚氨酯(WPU)乳液,探讨了HQEE含量对水性聚氨酯性能的影响。通过激光散射粒度仪测试表征了乳液形态,采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X-射线衍射(XRD)表征了胶膜的结构,通过差示扫描量热(DSC)、热重分析(TGA)和电子拉力实验机研究了胶膜的热性能、力学性能。结果表明:随着HQEE含量的增加,乳液平均粒径先增大后减小,胶膜的结晶度降低,耐热性提高,胶膜的拉伸强度呈现先增大后减小的趋势。当HQEE含量为6.93%时,胶膜的力学性能达到最佳,拉伸强度达到29.9 MPa。     

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。     

硅烷偶联剂KH-602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,以硅烷偶联剂3-(2-氨乙基)氨丙基甲基二甲氧基硅烷(KH-602)作为后扩链剂,通过在后扩链工艺中加入不同比例的KH-602,合成了一系列改性的固含量在28%~40%的水性聚氨酯乳液。用红外光谱对产物结构进行了表征,考察了KH-602加入量对乳液稳定性、胶膜耐水性、力学性能及热性能的影响,同时对乳液进行了接触角的测试。研究表明在一定范围内,随着KH-602加入量的增加,胶膜的拉伸强度增加,断裂伸长率下降,耐热性提高,接触角增大。     

环氧树脂对蓖麻油基WPUA乳液性能的影响

为了研究环氧树脂E-44对水性聚氨酯/丙烯酸酯复合乳液(WPUA)性能的影响,以天然产物蓖麻油替代传统石油型的大分子多元醇为原料,引入E-44进行交联改性,制备EWPUA。采用傅里叶红外(FTIR)、粒径测试、透射电镜(TEM)、拉伸测试、热重分析(TGA)、原子力显微镜(AFM)和扫描电镜(SEM)等对EWPUA的结构与性能进行表征。结果表明:随着E-44含量的增加,乳液粒径先减小后增大。当w(E-44)为4%时,乳液粒径最小,乳胶粒呈较规则球形。E-44的引入显著提高了WPUA乳胶膜的耐水性、力学性能和热稳定性。相对于未改性WPUA,当w(E-44)为4%时,乳胶膜24 h吸水率从34.8%降到17.8%,拉伸强度从4.26增加到14.14 MPa。E-44改性后的乳胶膜表面更加光滑平整,断面呈韧性断裂。     

水性羟基丙烯酸酯纯丙乳液的合成及表征

本文以甲基丙烯酸羟丙酯(HPMA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)、丙烯酸(AA)作为聚合单体,采用种子乳液聚合法,成功制备了水性羟基丙烯酸酯纯丙乳液(WHPA)。采用红外光谱仪对WHPA的结构进行了表征,粒径分析仪对WHPA乳液的粒径进行了分析,并研究了不同HPMA含量对WHPA胶膜铅笔硬度和耐水性的影响。红外光谱分析表明,在1648cm^-1处左右没有出现C=C明显的吸收峰,证明丙烯酸酯单体都发生了聚合反应。随着HPMA含量的增加,WHPA乳液体系的粒径值从179.9nm增大到522.7nm。随着HPMA含量的增大,WHPA胶膜硬度从4B缓慢增大到H,WHPA胶膜的耐水性略有上升。