基于两种双硫键自修复聚氨酯制备及性能

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和双(2-羟基乙基)二硫醚(DTBO)为硬段,聚四氢呋喃(PTMG)为软段,β-巯基乙醇(ME)为封端剂,制备巯基封端且含双硫键的聚氨酯(PUR)预聚物,利用巯基易氧化的特点,用H2O2/NaI进行氧化,合成分子链内和分子链端均含有双硫键的自修复交联PUR.采用傅立叶变换红外光谱仪、差示...     

基于双硫键的自修复聚氨酯研究进展

归纳了基于双硫键的自修复聚氨酯的制备方法、自修复机理和过程以及相应的表征手段;总结了双硫键自修复聚氨酯在自修复效率、相关结构和力学性能等方面的研究状况,展望了其发展前景,指出了其研究方向。     

基于双硫键自修复高分子材料研究进展

自修复高分子材料是一种采用仿生思想制备的高分子材料,即当基体受损时能够在一定条件下实现自我修复。自修复高分子材料可分为外援型和本征型两种,本文重点介绍基于双硫键本征型自修复高分子材料的研究进展。综述了近年来国内外制备双硫键自修复高分子材料的方法及其修复机理,并对未来研究及发展进行了展望。     

双动态键自修复聚氨酯研究进展

聚氨酯(PUR)因其优异的综合性能被广泛应用于各个领域,为延长PUR的使用寿命,可修复PUR成为研究热点。简述了可修复PUR的发展历程,介绍了基于二硫键、氢键、D-A键、硼酸酯键、π-π堆积作用的PUR的自修复机理,并列举出了含这5种动态键的可自修复PUR材料的合成方式及性能标准。指出了含有单一动态键的PUR存在着修复性能与力学性能间的矛盾,及通过多种动态键协同以求实现矛盾平衡的应用。相比单一动态键型PUR,这类PUR材料内多种动态键存在相互协同作用,可进一步提高材料的综合性能。对未来的研究方向如降低修复温度、降低成本等方面提出展望。     

双硫键和双硒键在自修复聚氨酯脲弹性体中的应用

为解决自修复聚氨酯脲(PUU)弹性体兼具高修复效率和优异力学性能的问题,提出在PUU弹性体主链引入动态双硫键或双硒键。以聚碳酸酯二醇(PCDL)为软段,异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为硬段,分别以胱胺(CY)、硒代胱胺(SeCY)和1,6-己二胺(HDA)为扩链剂,通过溶液法制备3种PUU弹性体,即含动态双硫键的PUU试样(SPU)、含动态双硒键的PUU试样(SePU)和对照组PUU试样(CPU)。通过红外、X射线衍射、拉伸测试、光学显微、热分析等对3种试样的结构和性能进行表征。结果表明,SPU的力学性能和自修复性能达到较好的平衡,拉伸强度和断裂伸长率分别达到53.1 MPa和400.5%,80℃修复12 h后的自修复效率分别为87.2%和75.7%;SePU具有最优的自修复性能,80℃修复12 h后的自修复效率达到98.9%和95.3%。     

双硫键本征型自修复聚合物的研究进展

聚合物材料已应用于工业生产的各个领域,成为生产、生活中不可缺少的部分,然而聚合物材料会产生微损伤将直接缩短使用寿命及降低材料的性能。具有自诊断、自修复型功能聚合物材料,其包括包埋型和本征型两种自修复机理。基于双硫键自修复聚合物具有多次自修复功能,文章主要综述了国内外基于双硫键本征型自修复聚合物研究进展。     

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。     

一种自修复聚氨酯的制备及表征

采用两种高柔性聚醚多元醇PPG1000和PPG2000,通过脂环族二元胺(IPDA)扩链制得两种聚氨酯弹性体:聚氨酯-PPG1000和聚氨酯-PPG2000,并通过示差扫描量热分析、动态热力学分析、凝胶渗透色谱及拉伸性能测试对其结构和性能进行了研究。结果表明:合成的两种聚氨酯弹性体的分子质量约为9万,聚氨酯-PPG1000的玻璃化转变温度为-31℃,聚氨酯-PPG2000为-53℃。它们在室温下均具有较好的弹性,两种聚合物在40℃下愈合3 h即可完成自修复,室温下24 h同样可以达到良好的自愈合效果。聚氨酯-PPG2000的修复效率远高于聚氨酯-PPG1000,这与材料中软段含量有直接关系。该成果有望在户外防护领域得到应用。     

基于双硫键和氢键协效的高性能自修复聚氨酯脲的研制

为解决自修复弹性体同时具有优异的力学性能和自修复性能的矛盾,首先将原料胱氨酸（CYS）进行甲酯化得到含双硫键的二胺扩链剂胱氨酸二甲酯（CDE）,然后以聚四氢呋喃醚二醇（PTMG）为软段,异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）和CDE为硬段,固定摩尔比为1∶3∶2,采用两步法制备了自修复聚氨酯脲（SH-PUU）弹性体,并对SH-PUU进行了红外光谱测试、拉曼光谱测试、力学性能测试、自修复性能测试、划痕修复微观形貌观察、应力松弛和动态力学性能测试。实验结果表明：SH-PUU的软段和硬段的玻璃化转变温度分别为-38.5℃和77.6℃,微相分离程度较高,SH-PUU具有良好的力学性能,拉伸强度为13.6MPa,断裂伸长率达531.3%;同时SH-PUU具有高效的自修复能力,试样在经过80℃修复2h后,基于拉伸强度的自修复效率达到97.1%,SH-PUU的力学性能和自修复性能达到较好的平衡。SH-PUU的高自修复能力是由动态双硫键和氢键协效增强引起的,其通过加热方式的自修复机理为：SH-PUU中的动态双硫键在80℃发生可逆交换反应,SH-PUU中的氢键在低于100℃时会重新形成。     

可自修复高拉伸硅烷封端聚脲弹性体的研制

以氨基封端聚二甲基硅氧烷、氨基封端聚醚等为原料合成了5种硅烷封端聚脲弹性体(SPUR1～5),采用傅里叶变换红外光谱仪、核磁共振氢谱仪、扫描电子显微镜、热重分析仪、动态热机械分析仪研究了SPUR的结构、热稳定性、拉伸性能、储能模量、损耗模量、自修复性能.结果表明,成功制得了SPUR,SPUR中的氨基封端聚二甲基硅氧烷和...     

聚氨酯弹性体的动态力学性能的影响因素

综述了聚氨酯弹性体动态力学性能的多种影响因素,讨论了软段类型(聚酯和聚醚)、软段相对分子质量、硬段类型(二异氰酸酯和扩链剂)、硬软段质量分数对PU弹性体动态力学性能的影响。在PU弹性体中,聚酯软段比聚醚软段的Tg高,弹性模量依PPG、PEG、PTMG软段顺序增加。     

硅酸盐/聚氨酯弹性体制备及性能研究

以自制聚醚型聚氨酯预聚体、硅酸盐水溶液、乙二醇/丙三醇(质量比1:1)混合扩链交联剂、多亚甲基多苯基异氰酸酯(PAPI)等为原料制备了硅酸盐/聚氨酯弹性材料.探究了预聚体NCO基含量、乙二醇/丙三醇含量以及硅酸盐水溶液种类等因素对硅酸盐/聚氨酯弹性体力学性能的影响.结果表明:当B组分中预聚体质量分数为83.5％且其NC...     

MDI体系聚氨酯弹性体的合成及性能

以聚醚多元醇、MDI、1，4-BDO和DMTDA等为主要原料，采用半预聚物法合成了双组分聚氨酯弹性体。考察了不同种类多元醇、半预聚物中-NCO基团百分含量、不同扩链剂及其不同配比、-NCO对活泼氢化合物过量比等对聚氨酯弹性体的影响。结果表明，PTMG／MDI／DMTDA半预聚物体系制备的弹性体具有优良的物理性能及工艺性能。。     

NDI型聚氨酯微孔弹性体的性能研究

以1,5-萘二异氰酸酯(NDI)、聚己二酸丁二醇酯(PBA)为原料制备了聚氨酯预聚体,再与匀泡剂(L580)、扩链剂和去离子水反应制得NDI型聚氨酯微孔弹性体,并对其力学性能、耐热性能、动态力学性能和泡孔结构进行了探讨。结果表明,当异氰酸酯指数为1·2~1·3、采用聚己内酯(PCL300)为扩链剂时,NDI型聚氨酯微孔弹性体压缩强度较高,可达1·06MPa,且具有优良的耐热性能和动态力学性能。     

遇水膨胀聚氨酯弹性体的研制

采用预聚物法合成了以特种多元醇、甲苯二异氰酸酯(TDI)、三羟甲基丙烷(TMP)、三异丙醇胺(TI-PA)和3,3′—二氯—4,4′—二氨基—二苯基甲烷(MOCA)等为主要原料制备了双组分浇注型遇水膨胀聚氨酯弹性体。研究了多元醇种类、预聚体中NCO基质量分数、扩链剂种类及其不同配比等对TDI体系遇水膨胀聚氨酯弹性体性能的影响。结果表明,采用预聚物法制备的多元醇/TDI体系遇水膨胀弹性体具有优良的物理机械性能。     

高性能自修复水性聚氨酯制备及性能

首先将自制的5-(2-羟乙基)-6-甲基-2-氨基脲嘧啶(UPy)作为扩链剂与聚四氢呋喃(PTMG)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)进行预聚,然后将预聚物与亲水性扩链剂2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)反应进行扩链,利用"丙酮法"制备了一种高性能自修复水性聚氨酯材料.通过傅里叶变换红外光谱、核磁共振氢谱对制备的材料进行结...     

聚氨酯微孔弹性体的制备及动静刚度比研究

采用组合聚醚多元醇、二苯基甲烷二异氰酸酯、多亚甲基多苯基多异氰酸酯(PAPI)和1,4-丁二醇制备聚氨酯微孔弹性体(MPUE),并对其动静刚度比进行研究。结果表明:在硬段中加入PAPI可有效降低MPUE的动静刚度比;异氰酸根指数和硬段含量适中时,可制备出动静刚度比较小的MPUE。     

微烟气量阻燃型聚氨酯弹性体的合成及性能研究

通过正交试验优化预聚体各组分配比和调整阻燃剂、抑烟剂和成炭剂的用量合成聚氨醇(PU)弹性体,并对其物理性能和燃烧性能进行研究.结果表明:优化配方制备的PU弹性体拉伸强度达3.99 MPa,拉断伸长率达800％,具有良好的成炭性和显著的绝热效果,极限氧指数达37.4％,线烧蚀速率为0.35 mm·s-1,且在燃烧时低烟、微烟甚至几乎达到无烟.