有机氟改性超支化水性聚氨酯的合成与性能

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二羟甲基丙酸(DMPA)和二乙醇胺(DEOA)为原料,合成出了超支化聚氨酯核HBPU-0;以IPDI、聚醚多元醇(N220)、DMPA及甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)等原料合成带有双键的线型聚氨酯,然后将线型聚氨酯接枝到HBPU-0上,再与甲基丙烯酸六氟丁酯(HFMA)反应,制备了有机氟改性的超支化水性聚氨酯。通过红外光谱和核磁共振对聚合物进行表征,并研究了加入HEMA对乳液粒径、乳液的机械稳定性以及胶膜的力学性能、水接触角、吸水率和热性能的影响。测试结果表明,随着有机氟含量的增加,乳液水接触角和粒径增大,胶膜的拉伸强度升高,断裂伸长率下降,吸水率下降。加入有机氟后,胶膜耐热性有所提高,当有机氟含量为10%时,综合性能最佳,此时乳液粒径为145nm,胶膜的水接触角为93.4°,拉伸强度为11.7MPa,断裂伸长率为360%,48h吸水率为6.12%。     

羟丙基硅油改性超支化水性聚氨酯的合成与性能

以异佛尔酮二异氰酸酯、聚酯多元醇、羟丙基硅油和二羟甲基丙酸等为主要原料,自制的超支化聚氨酯为交联剂,合成了羟丙基硅油改性的超支化水性聚氨酯。采用红外光谱对聚合物进行了表征,同时研究了加入羟丙基硅油对聚合物乳液粒径、稳定性以及胶膜的水接触角、力学性能、热性能和吸水率的影响。结果表明:随着羟丙基硅油含量的增加,乳液粒径和水接触角增大,胶膜的拉伸强度降低,而断裂伸长率升高,吸水率下降。加入羟丙基硅油后,胶膜耐热性提高,当羟丙基硅油含量为10%时,胶膜的综合性能最佳,此时其乳液粒径为107nm,胶膜的水接触角为92°,拉伸强度为14.68MPa,断裂伸长率为517%,48h吸水率为6.25%。     

乙二胺化氧化石墨烯-羟基硅油/超支化聚氨酯三元复合材料的制备与性能

采用乙二胺部分还原修饰氧化石墨烯（GO）获得EGO,并将其作为改性剂。以异氟尔酮二异氰酸酯、聚醚二元醇、羟基硅油（HPMS）和二羟甲基丙酸等主要原料合成含硅线性聚氨酯（HPMS/LPU）,然后将其接枝在实验室自制多羟基超支化聚氨酯核（HBPU-0）上,最后与EGO反应,制备了乙二胺化GO改性的含硅超支化聚氨酯（EGO-HPMS/HBPU）。利用FTIR、Raman、XRD、XPS、TEM、AFM、SEM和TG等分别对EGO-HPMS/HBPU三元复合乳液及其胶膜的形貌和性能进行了表征,并研究了EGO和羟基硅油含量对EGO-HPMS/HBPU复合材料综合性能的影响。结果表明,当添加0.5wt% EGO且变量为HPMS时,EGO在聚氨酯基体中稳定分散,与单一改性材料相比,其协同改性复合材料EGO-4wt% HPMS/HBPU综合性质最佳,此时,其不同失重条件下热解温度的提高展示材料良好的稳定性,24 h吸水率降至5.13%,水接触角为101.3°,EGO-4wt% HPMS/HBPU的拉伸强度与断裂伸长率分别为11.18 MPa和553.2%,获得了疏水、手感光滑柔软的复合产品。     

羟基硅油改性聚氨酯多元醇水分散体的合成与性能

以甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚醚多元醇(N220)、羟基硅油和二羟甲基丙酸(DMPA)等为主要原料,二乙醇胺(DEA)为封端剂引入羟基,合成了羟基硅油改性聚氨酯多元醇水分散体。采用红外光谱、核磁共振氢谱对聚合物结构进行了表征,同时研究了羟基硅油含量对聚合物乳液的粒径、黏度、稳定性以及胶膜的耐水性、耐油污性、力学性能、热性能的影响。结果表明,随着羟基硅油含量的增加,乳液的粒径和水接触角增大,黏度降低,胶膜的拉伸强度和吸水率下降,断裂伸长率升高。当羟基硅油含量为3%时,胶膜的综合性能最佳,此时其乳液粒径为92.4nm,胶膜的水接触角为93°,拉伸强度为5.5 MPa,断裂伸长率为621%,24h吸水率为7.6%。     

TEOS/HE-12协同杂化苯丙乳液及其胶膜性能

目前,充分利用正硅酸乙酯(TEOS)的水解与反应型乳化剂协同稳定Pickering乳液,同时杂化苯丙乳液的研究鲜有报道。以TEOS为前驱体,水解产物和反应型乳化剂马来酸酐单酯协同杂化苯丙乳液,考察了乳化剂类型、反应温度和TEOS添加量对乳液固含量及胶膜吸水率、接触角的影响;通过激光粒度仪、X射线衍射仪、红外光谱仪对乳液及胶膜性能进行表征。结果表明:TEOS的添加提高了乳液及胶膜的综合性能;以马来酸酐单十二酯(HE-12)为乳化剂,温度为85℃,TEOS添加量为10.57%时,得到的乳液平均粒径在0.5μm左右,且颗粒度均一,胶膜吸水率为5.77%,接触角为86.16°,热稳定性能良好。     

硬段阻燃改性水性聚氨酯的性能

对二溴新戊二醇(DBNPG)阻燃改性水性聚氨酯的性能进行了研究。对改性后的乳液进行了高温稳定性、低温稳定性、力学稳定性测试,同时用透射电镜表征了聚氨酯在水中的分散状态,用Brookfied黏度计测试其流变性能。对水性聚氨酯胶膜进行了力学性能,吸水率,接触角测试。实验发现,相比未改性的水性聚氨酯,在相同二羟甲基丙酸(DMPA)含量的前提下,DBNPG改性的水性聚氨酯乳液稳定性良好,聚氨酯粒径增加,分布均匀且形状规整,胶膜接触角增大,吸水率显著减小。此外随改性程度的增加,拉伸强度逐渐增大,断裂伸长率逐渐减小。流变性能测试表明两者均为牛顿流体。     

硬脂酸改性超支化聚酯无氟水性聚氨酯拒水剂的制备及性能

以端羟丙基硅油(数均分子量2 000)、三羟甲基丙烷(TMP)、N-甲基二乙醇胺(N-MDEA)和甲苯二异氰酸酯(TDI)等为原料合成水性聚氨酯(WPU)。为了引入疏水支链结构,采用硬脂酸对端羟基超支化聚酯进行端基改性,得到硬脂酸封端的超支化聚酯。将WPU与硬脂酸改性超支化聚酯(SA-HBPE-3)进行复配,并应用于织物。采用红外光谱对改性前后的WPU及SA-HBPE-3的结构进行表征。通过静态水接触角、吸水率及应用测试,研究了SA-HBPE-3含量对SA-HBPE-3/WPU胶膜耐水性、表面能及拒水性能的影响规律。结果表明:随着SAHBPE-3含量从0增至30wt%,SA-HBPE-3/WPU胶膜的吸水率降至6.63%,涂覆处理织物的静态水接触角升至135.3°。SA-HBPE-3的引入提高了SA-HBPE-3/WPU胶膜的耐水性和涂覆织物的拒水性。当SA-HBPE-3含量为20wt%时,拒水效果达到最优值90分。     

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。     

水性聚氨酯丙烯酸酯乳液的制备及性能

目的制备丙烯酸酯改性水性聚氨酯乳液,研究内交联剂对其性能的影响。方法以聚氨酯为种子乳液,以三羟甲基丙烷单烯丙基醚(TMPME)为扩链剂和内交联剂,以甲基丙烯酸甲酯(MMA)及丙烯酸酯丁酯(BA)为丙烯酸酯单体,制备丙烯酸酯改性的水性聚氨酯(WPUA),研究TMPME用量对WPUA及其胶膜性能的影响。结果当TMPME质量分数为3%时,乳胶膜的吸水率可降至7%;对乳胶膜进行热处理可进一步提高膜的耐水性;当TMPME质量分数为2%时,乳胶膜的拉伸强度可提高至8.7MPa,断裂伸长率升高至620%,综合性能最佳。结论引入一定量的TMPME,可以提高WPUA中分子的交联度和膜的致密性,从而显著改善乳胶膜的耐水性和力学性能。     

聚(苯胺-含硅丙烯酸酯)乳胶膜的防腐蚀性能

为了提高丙烯酸酯乳液的防腐蚀性能和聚苯胺的成膜性能,以乙烯基三甲氧基硅烷(VTMS)为功能单体合成了含硅丙烯酸酯乳液,并以此乳液为种子合成了聚(苯胺-含硅丙烯酸酯)乳液,研究了软硬单体比、甲基丙烯酸(MAA)含量和VTMS含量对共聚乳胶膜性能的影响。结果表明:当软硬单体质量比为1∶1,MAA质量分数为4%,VTMS质量分数为6%时,制备的乳胶膜具有较好成膜性、疏水性(接触角89.3°,吸水率8.1%)、弯曲性和附着力,在3.5%NaCl溶液中的腐蚀速率为2.75×10~(-4)mm/a。     

单层氧化石墨烯改性水性聚氨酯

采用一种新型高效的铁系强氧化剂成功制备出单层氧化石墨烯(GO),通过衰减全反射红外光谱、X射线衍射、拉曼光谱、原子力显微镜、场发射电子显微镜表征了这种单层GO的形态和性质。通过超声将GO分散于去离子水中,于水性聚氨酯(WPU)合成的乳化阶段共混制备出GO-WPU复合材料,测试了其拉伸性能、热学性能、疏水性的变化,同时利用透射电镜和场发射电子显微镜分别对乳液粒子形态与涂膜截面形貌进行了观察。结果表明,单层GO在乳化阶段的加入所制备的复合材料的拉伸强度得到了明显的改善,由原来的10 MPa增加到24 MPa,当GO质量分数为0.30%,复合聚氨酯的初始热分解温度(T_(d5))从245℃上升到272℃,同时,随着GO用量的逐步增加,复合膜的接触角则由70.3°提高到了95.2°从而实现了疏水性的改善。     

超支化聚氨酯改性水性环氧树脂固化剂的制备与性能

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二羟甲基丙酸(DMPA)和二乙醇胺(DEOA)为原料,合成出了超支化聚氨酯核HBPU-0;以IPDI、聚醚多元醇(N210)、DMPA等原料合成线型聚氨酯,然后将线型聚氨酯接枝到HBPU-0上,制备出超支化聚氨酯(HBPU);再以HBPU、环氧树脂E-44、丁基缩水甘油醚单封端的四乙烯五胺(TEPA-660a)为主要原料制备出超支化聚氨酯改性水性环氧树脂固化剂。用红外光谱、核磁共振、透射电镜、扫描电镜和热失重等方法表征和测试了聚合物的结构与性能,研究了HBPU含量对固化膜断面形貌、力学性能、热性能的影响。结果表明,当HBPU质量分数达到24%时,固化膜的综合性能最佳,此时冲击强度为23.4kJ/m2,拉伸强度为52.4 MPa,5%和50%的质量热损失温度分别为287.5℃和376℃,与未改性环氧树脂相比,柔韧性和耐热性均有显著提高。     

超支化聚氨酯的合成与性能

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和聚乙二醇2000(PEG2000)为单体,通过逐步聚合反应合成了-NCO封端的聚氨酯顸聚体(PPU);再通过接枝使PPU与端羟基超支化聚合物(HPAE)共聚得到一种新型超支化聚氨酯(HBPU).利用红外光谱仪(FT-IR)、核磁共振(1H-NMR)、热重分析仪(TGA)、X射线衍射(X...     

聚氨酯/聚丙烯酸酯复合乳液胶束的粒径及形态

以水性聚氨酯PU为种子,加入丙烯酸酯单体进行无皂乳液聚合,合成了聚氨酯/聚丙烯酸酯(PUA)复合乳液.动态激光光散射的测试结果表明,PU分散液和PUA复合乳液的粒径大小,与聚氨酯制备过程中的亲水性扩链剂的用量有密切关系.当扩链剂用量为7.5%时, PU/PA配比对PUA复合乳液粒子的粒径大小及分布影响不大,但是PUA复合乳液的平均粒径比纯PU乳液的粒子粒径显著增大,说明形成了核壳结构.并用透射电镜进行了证实.     

聚乙烯亚胺修饰氧化石墨烯改性水性聚氨酯的制备及抗菌性能

采用改进的Hummers法制备氧化石墨烯(GO),用聚乙烯亚胺(PEI)还原GO得到了PEI-GO复合材料,再通过共混法制备出PEI-GO改性的水性聚氨酯(PGWPU)复合材料.红外光谱、X射线光电子能谱和X射线多晶体衍射测试表征了PEI的成功引入.由于PEI-GO的加入,使得PGWPU复合胶膜的力学性能得到了很大提高...     

水性超支化聚氨酯丙烯酸酯的光固化膜性能

以甲苯-2,4-二异氰酸酯、丙烯酸羟丙酯、丁二酸酐、自制超支化聚酯为原料,合成了一种新型可紫外光固化的水性超支化聚氨酯丙烯酸酯,采用傅里叶变换红外光谱分析了其合成过程中基团的变化。固化膜热分析表明,随着超支化聚氨酯丙烯酸酯中端丙烯酸酯基含量的增加,热降解温度从171.0℃升高到238.9℃,玻璃化转变温由56.2℃升高到72.8℃;其力学性能测试表明,随着TDI.HPA含量的增加,硬度增加,而柔韧性和抗冲击强度都呈递减的趋势。     

氧化石墨烯共价杂化水基聚氨酯电沉积树脂的制备及性能

采用超声波辅助反应技术,实现了甲苯二异氰酸酯(TDI)对氧化石墨烯(GO)的改性,成功制备了异氰酸酯共价改性的NCO@GO碳材料。采用原位聚合法制备出GO共价杂化水性聚氨酯,并与交联剂混合后得到聚氨酯(PU)电沉积涂料。利用红外光谱分析了GO改性前后及GO/PU电沉积树脂的特征官能团,用热失重研究了GO/PU电沉积树脂的热稳定性,X射线衍射研究了GO/PU电沉积树脂中GO层间效应,透射电子显微镜表征了GO/PU电沉积树脂的形态,电导率仪测试了漆膜的导电率,研究了氧化石墨烯含量对聚氨酯漆膜外观和性能的影响。结果表明,随着GO含量的增加,水性聚氨酯漆膜的导电性、光泽度、硬度和耐酸性表现出先增大后降低的规律。当石墨烯的质量分数为0.75%时,石墨烯在水性聚氨酯树脂及其乳液中具有较好的分散性,漆膜的导电性、光泽度、硬度和耐酸性等性能达到最佳。     

Characterization and mechanical performance comparison of multiwalled carbon nanotube/polyurethane composites fabricated by electrospinning and solution casting

Multiwalled carbon nanotube/polyurethane (MWNT/PU) composites were prepared by electrospinning and solution casting. The morphological and thermal properties, and mechanical performance of the nanofiber and film composites were characterized and compared. The tensile strength of neat PU film was 9-fold higher than that of neat PU nanofibrous mat. The incorporation of MWNTs increased the tensile strength and modulus of the composite nanofibers by 69% and 140%, respectively, and 62% and 78%, respectively for composite films. The MWNT/PU composites showed an improved thermal degradation behavior, with the incorporation of low MWNT content in the composites.     

氟与端羟基聚丁二烯复合改性UV固化多臂型聚氨酯的合成与性能

采用甲基丙烯酸十二氟庚酯(DFHMA)和二乙醇胺(DEOA)自制含氟二元醇;以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚碳酸酯二元醇(PCDL)、端羟基聚丁二烯(HTPB)、含氟二元醇、季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)为主要原料合成—NCO半封端线型聚氨酯;将双季戊四醇(Di-PE)加入聚氨酯体系,制备了氟与端羟基聚丁二烯复合改性UV固化多臂型聚氨酯。通过红外光谱和核磁共振对聚合物进行表征,并研究了不同含氟二元醇及端羟基聚丁二烯添加量对涂膜水接触角、吸水率、热稳定性、硬度、力学性能等的影响。测试结果表明,含氟二元醇和端羟基聚丁二烯的引入使涂膜的水接触角增加,吸水率大幅降低,热稳定性增强,硬度提高。当含氟二元醇质量分数为8%,端羟基聚丁二烯质量分数为20%时,涂膜的综合性能最佳。