MDI-50型聚氨酯弹性体材料合成及性能研究

利用MDI-50、聚醚多元醇和3,3′-二氯-4,4′-二氨基-二苯基甲烷(MOCA)扩链剂制备了MDI-50型聚氨酯弹性体,研究了游离异氰酸酯基质量含量、聚醚多元醇相对分子质量对MDI-50聚氨酯弹性体力学性能的影响,采用示差扫描量热分析(DSC)、热重分析(TG)、红外光谱(FTIR)及力学性能等测试方法对MDI-50型聚氨酯弹性体的结构及性能进行了表征和分析,并与TDI-80型聚氨酯弹性体相比较。结果表明:MDI-50型聚氨酯弹性体的综合性能明显优于TDI-80型。MDI-50型弹性体的硬度、撕裂强度和抗拉强度都随预聚体游离-NCO质量含量的提高而增大,随聚醚多元醇软链段相对分子质量增大而减小,而断裂伸长率相反。     

改性型水性聚氨酯涂层的形状记忆性能

以聚醚多元醇(N210)为软段、2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI)为硬段、二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水性扩链剂、合成了环氧树脂(E44)改性水性聚氨酯形状记忆涂层剂。分别利用FTIR、DSC、TG、X射线衍射等对聚合物的结构进行了分析和表征。利用二浸/二轧法对织物进行涂饰,并对织物折皱恢复性能进行形状记忆测试。结果表明:该改性水性聚氨酯形状记忆涂层剂(SMPU)的硬、软段都以无定型形式存在;经多次皂洗实验表明,所制得的水性聚氨酯形状记忆涂层剂涂饰在纺织品上经整理后有较好的形状记忆功能和折皱保持能力。     

阻燃水性聚氨酯研究进展

阻燃水性聚氨酯是水性聚氨酯功能化的重要方向之一,具有较高的实际应用价值。根据阻燃剂在水性聚氨酯中的存在方式,可以将阻燃水性聚氨酯分为共混复配型和反应型两大类。文中主要从聚氨酯硬段阻燃改性与软段阻燃改性两个方面综述了反应型阻燃水性聚氨酯的研究现状,并展望了阻燃水性聚氨酯的发展趋势。     

水性聚氨酯的发展、分类、合成及应用

水性聚氨酯是一种环境友好型高分子材料。在概述水性聚氨酯发展历程的基础上，详细阐述了阴离子型、阳离子型、两性离子型、非离子型水性聚氨酯的合成工艺路线、制备方法的优缺点，以及水性聚氨酯的主要应用领域，并指出水性聚氨酯的发展方向。     

PAMAM型树枝状水性聚氨酯的合成及表征

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚碳酸酯二醇(PCDL)、二乙醇胺(DEA)、蓖麻油(C.O.)、二羟甲基丙酸(DMPA)为原料,二丁基二月桂酸锡(DBTDL)为催化剂,合成了单端封闭的聚氨酯预聚体,然后将其接枝到一代树枝状大分子聚酰胺-胺(1G PAMAM)上,合成了一种新型树枝状水性聚氨酯。通过单因素分析法优化出最佳的合成条件:DBTDL的用量为0.08%,预聚反应温度为80℃,扩链反应温度为75℃,DMPA用量为6%,产物具有良好的水分散性。利用红外光谱(FT-IR)和热失重分析仪(TGA)对产物进行了表征,并用X射线衍射(XRD)分析了胶膜的结晶度,还对胶膜的耐水性能和拉伸强度进行了测试,结果表明,制备的树枝状水性聚氨酯的吸水率为12.1%,拉伸强度为16.2 MPa,热分解温度为205℃。     

低红外发射率水性聚氨酯/青铜复合涂层的制备及性能表征

为改善传统低红外发射率聚氨酯(PU)/青铜复合涂层的环保性能,以自制水性聚氨酯(WPU)为黏合剂,片状青铜粉为功能颜料,采用简单的刮涂法制备了具有低发射率、低光泽特性和良好力学性能的绿色环保型WPU/青铜复合涂层;系统地研究了固化温度、青铜粉添加量及交联剂对涂层性能的影响规律。结果表明:该涂层的发射率和光泽度均随着固化温度的升高而逐渐降低,较高的固化温度有利于实现涂层的低发射率和低光泽特性;随着青铜粉添加量的增加,涂层发射率呈先降低后升高的趋势,涂层光泽度呈逐渐降低并趋于稳定的变化规律;水性交联剂的使用可明显提高涂层的硬度,当交联剂添加量为3%(质量分数)时,涂层具有良好的综合性能,发射率和光泽度可分别低至0.269和6.4,硬度、附着力和耐冲击强度可分别达到3H、1级和500N·cm。     

织物涂层用含氟硅油改性聚氨酯水分散体的合成与表征

为合成高性能织物涂层剂,以聚四氢呋喃醚、聚乙二醇、端氨基含氟硅油为混合软段,合成了有机硅改性的水性聚氨酯(WFSPU)。用红外光谱、核磁共振谱表征了改性聚氨酯的化学组成;通过纳米粒度测定及Zeta电位分析考察了乳液的稳定性;通过差热扫描量热、正电子湮灭谱及静态拉伸试验分别研究了WFSPU膜的热性能、自由体积空洞及力学性能。研究结果表明,当含氟硅油用量(质量分数)<10%时,可以制得稳定的乳液,聚氨酯膜的软段玻璃化转变温度约为-78℃。当含氟硅油质量分数为6%时,WFSPU膜的拉伸模量最高,达到47.33 MPa,断裂伸长率为663.49%。     

水性聚氨酯的合成、性能及应用进展

总结并讨论了水性聚氨酯的合成技术,包括单组分和双组分系统,并介绍了水性聚氨酯的几种共聚改性方法;讨论了水性聚氨酯的性能要求,包括稳定性、耐水性及机械性能等;概述了水性聚氨酯的应用;最后介绍了水性聚氨酯的现状、存在问题及前景.     

含氟硅油改性聚氨酯的结构与应用性能

为了研究水性含氟硅油改性聚氨酯(WFSPU)的结构与应用性能之间的关系,用动态力学分析仪、正电子湮灭寿命谱及X射线光电子能谱仪分别测试了WFSPU膜的微相分离特征、自由体积及膜表面元素组成;采用织物强力仪、抗渗水性测定仪、织物透湿量测定仪、接触角测定仪、折皱回复角测定仪等测试了涂层织物的黏结强度、静水压、透湿量、接触角、折皱回复角等应用性能。研究结果表明:用含氟硅油(AFS)改性聚氨酯,聚氨酯膜具有微相分离结构,聚氨酯膜的自由体积空洞半径和自由体积分数均增大,F,Si元素向膜表面迁移;随AFS含量的增加,涂层织物的透湿性量呈先增后降趋势,静水压逐渐降低,涂层织物的拒水性提高,回弹性呈先增后降趋势,综合考虑,AFS质量分数为6%时,WFSPU的性能较好。     

胶原蛋白改性水性聚氨酯的合成及表征

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)与聚四氢呋喃醚二醇(PTMG-2000)为原料,二羟甲基丙酸(DMPA)为扩链剂,三乙胺为中和剂制备聚氨酯预聚体。采用碱水解法水解明胶,制备胶原蛋白水解液,作为后扩链剂,在乳化分散的同时进行链增长,得到胶原蛋白改性水性聚氨酯。研究胶原蛋白改性水性聚氨酯合成过程中R值、DMPA用量对其性能的影响,采用红外(FT-IR),差热分析(DSC)等分析对制备的胶原蛋白改性水性聚氨酯胶膜进行分析。在R值为1.30,DMPA用量为0.065mol条件下,制得的胶原蛋白改性水性聚氨酯膜的各项性能较好,结晶趋势增加,耐水性得到改善,平均粒径68.33nm,延伸率为554.5%,抗张强度为5.51N/mm。     

阳离子水性聚氨酯乳液的合成及性能

以二异氰酸酯和聚酯二元醇合成聚氨酯预聚体,采用N-甲基二乙醇胺(N-MDEA)为亲水扩链剂,制备了阳离子水性聚氨酯(CWPU)乳液,研究了制备CWPU乳液的影响因素,并研究了CWPU乳液涂膜的拉伸性能。研究表明,当N-MDEA的质量分数为7.0%-9.5%,R值为1.3-1.5,中和度为80%-100%时,可制得稳定性较好的CWPU乳液。随着N-MDEA含量增加,CWPU乳液涂膜拉伸强度增加,断裂伸长率下降;随着中和度的提高,涂膜拉伸强度和断裂伸长率同时提高。     

水性聚氨酯的合成及改性研究

叙述了水性聚氨酯合成的几种方法,包括外乳化法和自乳化法等,同时也介绍了水性聚氨酯改性的几种方法和特点,其中包括用物理共混法和化学接枝法等。其中详细介绍了水性聚氨酯的各种改性技术,如交联改性,聚丙烯酸酯改性,环氧树脂改性,有机硅改性,纳米技术改性,天然产物改性等,并对水性聚氨酯的发展前景进行了展望。     

环境友好型水性聚氨酯材料

介绍水性聚氨酯的制备、改性方法以及影响其物理性能的各方面因素     

单组分水性聚氨酯涂料的制备与性能研究

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)或甲苯-2,4-二异氰酸酯(TDI)、聚醚多元醇(GE220)和二羟甲基丙酸(DMPA)为主要原料,制得不含有机溶剂的单组分水性聚氨酯分散液,研究了NCO/OH的摩尔比和DMPA含量对水性聚氨酯分散液及其成膜后性能的影响。结果表明,当NCO/OH(摩尔比)=1.8,DMPA与GE220比值为2时,水性聚氨酯分散液的物理性能及其成膜后的力学性能最佳。     

水性超支化聚氨酯共混改性聚氨酯的性能

通过共混方式制备了超支化水性聚氨酯(SWHBPU)共混改性聚氨酯。采用黏度测试表征了的共混乳液的流变性能,通过静态拉伸测试和差示扫描量热法(DSC)考察了共混胶膜的力学性能和热性能,并利用透射电镜(TEM)研究了胶膜微观结构。研究结果表明,SWHBPU的添加可以有效降低聚氨酯乳液的黏度;共混聚氨酯胶膜拉伸强度和断裂伸长率均得到提高,最大升幅分别为124.69%和20.13%,而ΔTg和软硬段微相分离在SWHBPU质量分数为6%时达到最大值,表明力学性能的提高是由聚氨酯微相分离程度的增大造成的。     

HDI-IPDI型高固含量水性聚氨酯分散体的合成及微观形态

以预聚体分散法合成了固含量达50%的高固含量水性聚氨酯分散体.研究了影响高固含量水性聚氨酯分散体的黏度、粒径、粒径分布及粒子微观形态的因素.结果表明,随着DMPA含量、HDI/IPDI摩尔比及软段分子量(M)n的增加,乳液的黏度增大,粒径减小.粒径分布随着DMPA含量及PBA分子量的增加而变窄,HDI/IPDI对粒径分布的影响较小;在DMPA含量较低或者PBA分子量在2000以下时获得的分散体具有较广的粒径分布.此外,分散液还呈现出二元粒径分布趋势.透射电镜对胶束形态研究表明,随着软段分子量的增加,胶束呈现出聚集趋势,并且随着DMPA含量的增加,聚集更紧密.     

高度支化水性聚氨酯的合成及性能

以甲苯-2,4-二异氰酸酯(TDI)、聚碳酸酯二醇(PCDL)、二羟甲基丙酸(DMPA)和聚醚胺(ATA)为原料,采用A2+B3法合成了具有高度支化结构的水性聚氨酯(HBAPU)乳液。用红外光谱(FT-IR)对产物结构进行表征;用光子相关光谱(PCS)研究了乳液的稳定性能,NCO/OH=1.3,w(DMPA)=6%时可以得到稳定的HBAPU乳液;采用旋转黏度计、差式扫描量热仪(DSC)、热失重分析仪(TG)、电子拉力机对产物的流变行为和各种性能进行了测试。结果表明,相对于线性水性聚氨酯(LAPU),HBAPU产物具有较低的黏度、良好的热稳定性、较高的Tg和拉伸强度。     

水性聚氨酯胶粘剂的合成及其改性研究进展

水性聚氨酯胶粘剂含有极性很强、化学活泼性很高的异氰酸酯基和氨酯基,具有优良的化学粘接力,水性体系使其在使用过程中不污染环境,从而广泛应用于许多领域。研究了水性聚氨酯胶粘剂的合成和改性方法,以及国内外研究发展趋势。     

环氧树脂改性水性聚氨酯的合成研究

采用甲苯二异氰酸酯(TDI-80)、聚醚二醇(N220)、二羟甲基丙酸(DMPA)、环氧树脂和丙烯酸羟丙酯(HPA),合成了环氧改性的双键封端水性聚氨酯乳液.乳液由于含有不饱和双键而具有感光性能,故此乳液可用作水性紫外光固化涂料或胶粘剂的预聚物.实验结果表明,随着环氧树脂用量的增大,涂膜的硬度、耐水性、耐溶剂性及力学性能增强,但乳液外观和稳定性变差,故适宜的环氧树脂添加量为4%～8%.通过傅立叶变换红外光谱、粒径分析仪、凝胶渗透色谱(GPC)和透射电镜(TEM)等对乳液进行了表征.粒径分析仪分析显示,加入环氧树脂后,水性聚氨酯(WPU)分散体粒径增大,粒径分布变宽.凝胶渗透色谱分析表明环氧树脂改性水性聚氨酯提高了聚氨酯的分子量.