新一代环保型聚氨酯——非异氰酸酯聚氨酯的研究进展

非异氰酸酯聚氨酯(NIPU)是由环碳酸酯寡聚物与胺类寡聚物反应制得的新一代环保型聚氨酯(PU)材料。本文介绍了NIPU的制备原理,综述了近年来环碳酸酯及其寡聚物、线性NIPU、杂化NIPU及改性NIPU的合成研究与应用进展。     

非异氰酸酯聚氨酯的最新研究进展

概述了非异氰酸酯聚氨酯(NIPU)合成原料以及环碳酸酯的高效催化体系的新进展,介绍了NIPU的合成机理,综述了热塑性NIPU、热固性NIPU、杂化及改性NIPU的最新研究进展,展望了NIPU的未来发展方向。     

萜烯基环碳酸酯及其非异氰酸酯聚氨酯的制备与性能研究（摘要）

以萜烯基环氧树脂（TME）为原料，与CO2反应合成萜烯基环碳酸酯（TCC），TCC分别与乙二胺、1，6-己二胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺及异佛尔酮二胺反应制备线性非异氰酸酯聚氨酯（NIPU），并以环氧树脂E-51改性制备杂化非异氰酸酯聚氨酯（HNIPU）。研究了萜烯基环碳酸酯与胺基化合物的交联反应活性、反应动力学特征以及环氧树脂改性对NIPU交联反应的影响，探讨了NIPU及HNIPU聚合物材料的形成过程与机理。相关为萜烯基NIPU替代传统PU应用于环境友好涂料领域提供良好的理论基础。     

非异氰酸酯聚氨酯发展近况

非异氰酸酯聚氨酯(NIPU)的特殊分子结构,赋予其材料比传统聚氨酯(PU)更独特的性能,并促使20世纪90年代研发热潮,发展较快.简述了传统PU生产和制品呈现的问题、NIPU市场发展概况及其性能特征、NIPU合成方法发展沿革及合成反应机理;举例说明典型和杂化NIPU的几种其体合成方法,并介绍其主要应用领域.     

以可再生资源为原料的环氧-非异氰酸酯聚氨酯杂化涂料的制备

采用可再生资源环氧大豆油(ESBO)作为原料与二氧化碳反应合成环碳酸酯基大豆油(CSBO),再通过CSBO与乙二胺及二乙烯三胺分别反应制备非异氰酸酯聚氨酯(NIPU)预聚体;以其作为固化剂与环氧树脂E-51反应制备环氧-非异氰酸酯聚氨酯杂化涂膜。通过FT-IR对NIPU预聚物结构进行分析,证明了聚氨酯特征基团氨基甲酸酯键的生成;所制备的清漆涂膜综合性能优良,对比纯环氧体系,其耐化学性、耐磨性能更优异;同时其制备过程中不使用有毒性的异氰酸酯,安全环保。     

从CO2出发合成环状碳酸酯及杂化非异氰酸酯聚氨酯

用CO_2和环氧大豆油(ESBO)为原料,在催化剂的作用下合成五元环碳酸酯(CSBO),并通过引入不同量双酚A二缩水甘油醚(E51)进行胺固化反应制备杂化非异氰酸酯聚氨酯(NIPU)。考察了E51的用量、原料与胺进行聚合反应的摩尔比以及多种胺固化剂对杂化NIPU力学性能的影响。结果表明:E51合适质量分数为10%～25%,胺固化的较佳摩尔比为1:1.0～1:1.2,用DETA(二乙烯三胺)、TETA(三乙烯四胺)和TEPA(四乙烯五胺)固化剂合成的杂化NIPU均有较好的强度和韧性。     

二氧化碳为原料合成水性聚氨酯材料

当今低碳经济发展的一项重要内容就是以二氧化碳为原料合成可生物降解的环保化合物,主要包括:①环碳酸酯,通过它与胺类固化剂反应合成非异氰酸酯聚氨酯(NIPU);②聚碳酸酯多元醇,通过它与—NCO、—COOH官能团反应合成聚氨酯材料(PU)。主要对NIPU的整个合成反应过程、机理、改性其水性化进行了讨论分析,概述了其特性、优势、研究前景、应用范围和发展现状。     

非异氰酸酯聚氨酯材料的制备技术及应用研究进展

介绍了非异氰酸酯聚氨酯(NIPU)的发展概况,讨论了NIPU的主要制备技术,并综述了NIPU在涂料、胶粘剂和泡沫等方面的应用研究进展。     

有机硅改性丙三醇非异氰酸酯聚氨酯研究

以丙三醇环氧树脂(PGE)与CO2反应得到的丙三醇环碳酸酯(PCC)为原料,与己二胺反应制备非异氰酸酯聚氨酯(NIPU),并分别采用环氧基POSS、聚二甲基硅氧烷环氧树脂等有机硅环氧树脂共聚改性,制备有机硅改性NIPU(HNIPU)。采用FT-IR、1H-NMR及13C-NMR表征了PCC的化学结构,并考察了有机硅环氧树脂的化学结构、其用量对HNIPU涂膜热力学性能的影响。结果表明,有机硅环氧树脂改性NIPU聚合物材料的玻璃化转变温度、热稳定性及耐水性与改性前相比均得到明显提高。随着有机硅环氧树脂用量的增加,HNIPU涂膜的拉伸强度逐渐增强,断裂伸长率逐渐降低。     

非异氰酸酯聚氨酯的增韧改性

以双酚A环氧树脂(E51)与CO_2为原料合成五元环状碳酸酯(E51–5CC),通过脂肪族环氧树脂改性的E51–5CC与端氨基聚醚和二乙烯三胺反应制备非异氰酸酯聚氨酯(NIPU)。通过环氧值、力学性能测定和红外光谱、动态力学分析,分别考察了使用脂肪族环氧树脂改性的E51–5CC和使用端氨基聚醚与高活性胺共同作为固化剂对合成NIPU的影响。结果表明:使用脂肪族环氧树脂TTA–26改性的E51–5CC,NIPU的韧性得到很大提高;端氨基聚醚单独作为固化剂时反应活性太低,且交联度不够,使NIPU强度偏低,端氨基聚醚与二乙烯三胺共同作为固化剂使用时合成NIPU的综合性能得到很大改善。     

大豆油衍生物及其在聚氨酯中的应用

介绍了作为天然可再生资源的大豆油的结构、组成及其大豆油衍生物的合成以及在异氰酸酯型聚氨酯和新型的非异氰酸酯型聚氨酯(NIPU)方面的应用。其中,大豆油衍生物包括环氧大豆油、羟基多元醇大豆油、环状碳酸酯和含噁唑烷酮环的预聚物等。由环氧大豆油合成的环状碳酸酯制备的新型非异氰酸酯型聚氨酯可改善传统异氰酸酯型聚氨酯的许多特性,具有较好的耐热性和耐化学品性能。     

非异氰酸酯聚氨酯的微波合成

文章以聚乙二醇为原料微波合成非异氰酸酯聚氨酯。先将聚乙二醇制成的二元醇化物与碳酸二甲酯反应生成聚乙二醇环碳酸酯,再通过聚乙二醇环碳酸酯与三乙烯四胺反应制备非异氰酸酯聚氨酯预聚体,最后将非异氰酸酯聚氨酯预聚体与环氧树脂作用形成互穿聚合物网络的杂化的非异氰酸酯聚氨酯-环氧树脂涂膜。实验结果表明：微波法可以顺利得到非异氰酸酯聚氨酯预聚体,非异氰酸酯聚氨酯-环氧树脂涂膜具有比较好的表面形态,铅笔硬度为2H。     

非异氰酸酯聚氨酯最新研究进展与应用

综述了非异氰酸酯聚氨酯(NIPU)及其两种合成原料环碳酸酯齐聚物和胺类齐聚物的最新研究进展,讨论了环碳酸酯和胺类齐聚物的合成方法以及NIPU的合成机理,介绍了NIPU的应用范围、发展前景及国外企业对于此类新型材料的最新研发情况和工业动态。最后指出原料易制备、无毒安全、价格便宜的NIPU是今后研究的重点。     

Synthesis and properties of self-healing cross-linked nonisocyanate polyurethanes from biobased diglycerol bis(cyclic carbonate)

A simple and green method was established to prepare self-healing cross-linked nonisocyanate polyurethanes (SH-cNIPUs) from biobased diglycerol bis(cyclic carbonate) (DGDC). Two nonisocyanate polyurethane prepolymers with furan terminal groups (tFU-NIPUs) were synthesized through a ring-opening reaction of DGDC with furan methylamine and trimethylolpropane tris(poly[propylene glycol], amine terminated) ether, or tris(2-aminoethyl) amine under mild conditions. The SH-cNIPUs were prepared via a Diels–Alder reaction between tFU-NIPUs and a bismaleimide. SH-cNIPUs were characterized by ATI-FTIR, ¹H NMR, differential scanning calorimetry, polarized optical microscope, and tensile strength after being damaged and healed. SH-cNIPUs with glass transition temperature from 8 to 49°C, tensile strength up to 21 MPa, and self-healing efficiency from 67 to 80% were successfully synthesized.     

新型水性非异氰酸酯聚氨酯涂料的开发应用

合成了一系列水性环碳酸酯树脂及其配套使用的固化剂,制备成具有一定装饰效果和优异机械性能的新型水性非异氰酸酯聚氨酯涂料,考察了其在不同基材上的基本性能及在木器涂料中的应用。结果表明,其不仅具有传统聚氨酯耐磨、抗拉、弹性好等优点,又具有更好的耐化学品性能及抗渗透性。     

聚氨酯绿色合成工艺初探

采用尿素和1, 4-丁二醇反应制备1, 4-丁二醇双氨基甲酸酯,考察了反应配比、反应时间的影响,并用红外光谱、核磁共振表征其结构。以尿素和PEG400、1,6-己二胺为原料制备无异氰酸酯聚氨酯,产物用红外光谱和凝胶色谱进行表征,结果表明产物重均分子量为4266。     

Modeling solubility parameters and permeation data of organic solvents versus butyl gloves from four manufacturers

Polyurethanes by a nonisocyanate route were prepared by reacting carbonated soybean oil with different diamines. The effect of amine structure and carbonate to amine ratio on polyurethane structure and mechanical, physical, and swelling properties was studied. The reactants 1,2-ethylenediamine, 1,4-butylenediamine, and 1,6-hexamethylenediamine were used with the carbonate to amine ratio of 1 : 0.5, 1 : 1, and 1 : 2. It was found that along with urethane formation, the amine group reacted with ester groups to form amides. All amines produced elastomeric polyurethanes with glass transitions between 0 and 40°C and hardness between 40 and 90 Shore A. The reaction of epoxidized soybean oil with carbon dioxide was optimized resulting in complete conversion of epoxy to cyclic carbonate groups ending in polyurethanes with higher crosslinking density and much higher tensile strength than previously reported for similar polyurethanes. Swelling in toluene and water depended on crosslinking density and the polarity of polyurethane networks controlled by the cyclic carbonate-to-amine-ratio. © 2008 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci, 2008