预聚法制备聚氨酯/分子筛复合材料及表征

采用预聚法制备了聚氨酯(PU)/沸石分子筛(zeo lite 13X)复合材料,并利用XRD、DSC和TG等手段表征了复合材料的晶态、硬链段的结晶及熔融温度、材料的耐热性能。结果表明,随着沸石分子筛在体系中加入量的增大,PU/13X复合材料的硬链段结晶度减小,而硬链段和软链段之间的混乱度增大,硬链段的结晶形态发生改变,晶面间距增大。力学性能测试表明,分子筛添加量小于7%时,拉伸强度和撕裂强度明显提高。     

微波膨胀石墨薄片/聚氨酯纳米复合材料的制备及表征

通过改进的Hummers法制备了高氧化程度的氧化石墨(GO),再利用微波膨胀制备了石墨纳米薄片(wGO),并采用X射线能谱分析(EDS)、热重分析(TGA)、元素分析、红外分析对GO和wGO进行测试。结果表明,wGO中O含量较GO中明显减少,说明微波膨胀能还原GO,使其表面含氧基团减少;进一步采用X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)对wGO的结构和形貌进行表征,表明微波法使GO层间距增大,剥离效果明显。利用溶液法原位聚合制备了wGO/聚氨酯弹性体(TPU)纳米复合材料,扫描电镜(SEM)观测显示,wGO在TPU基体中有良好的分散性;当wGO的质量分数为3%时,拉伸强度提高了116.1%;当其质量分数为2%时,导热性能和导电性能分别提高了72.4%和6个数量级。wGO/TPU纳米复合材料的微相分离程度更高,在室温下有更高的储存模量。     

聚氨酯/有机刚性微球复合材料的制备和表征

采用乳液聚合的方法合成了表面富含羧基的核壳结构有机刚性微球,并以有机刚性微球、聚已二酸乙二醇酯二醇(PEA,M=1510)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、扩链剂(MOCA)为原料,采用预聚法制备出新型聚氨酯/有机刚性微球复合材料并对其性能进行了表征.结果表明:有机刚性微球的添加量为1%～3%时,复合材料的力学性能最佳,耐溶剂性有所下降.     

聚酯型热塑性聚氨酯弹性体的制备及阻尼性能

以聚酯多元醇、4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)和1,4-丁二醇为原料制备了一系列聚酯型热塑性聚氨酯弹性体(TPU),对硬段含量、软段种类和软段的分子量等分子结构参数对其力学性能和阻尼性能的影响进行了研究,探索影响规律性,采用原子力显微镜对其软/硬段微相分离结构进行了研究。     

聚氨酯/金刚砂复合材料的制备及性能研究

以聚醚多元醇(N210)、液化二苯基甲烷二异氰酸酯(L-MDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI-80)和3,5-二甲硫基甲苯二胺(E-300)等为原料,制备了聚氨酯型公路网裂快速维护复合材料。研究了液化MDI型预聚体与TDI型预聚体质量比、金刚砂和扩链剂用量对复合材料力学性能的影响以及复合材料与石料的粘附性能。通过IR和DSC讨论了复合材料的结构变化和耐温性。结果表明:液化MDI型预聚体与TDI型预聚体质量比为0.6,金刚砂质量含量为15%,E-300质量含量为14%时,复合材料抗拉强度为13.1MPa,冲击强度为4.8MPa,撕裂强度为26.5KN·m-1,抗压强度(变形10%)为22.9MPa,邵氏硬度为91A,复合材料与石料的粘附力5级,并且可以在-52~170℃温度范围内使用,经实际应用试验效果良好。     

热塑性含氟聚氨酯弹性体的制备与性能

以聚酯多元醇、4,4′-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)和六氟双酚A为原料,采用一步法合成了一系列热塑性含氟聚氨酯弹性体(F-TPU),采用红外光谱(FT-IR)、凝胶渗透色谱(GPC)、动态力学分析(DMA)、原子力显微镜(AFM)等分析方法对其组成和结构进行了表征,研究了聚氨酯分子结构参数与其力学性能关系。结果表明,所制备的F-TPU具有较高分子量、力学性能及阻尼性能,由于氟元素的引入使其表面张力相对TPU降低,并存在明显的软硬段微相分离结构。     

混杂功能化碳纳米管/聚氨酯复合材料的制备及性能

以多壁碳纳米管（MWNTs）为原料,采用不同改性方法制得了羧化碳纳米管（MWNTs-COOH）、共价功能化碳纳米管（MWNTs-NH₂）、非共价功能化碳纳米管（MWNTs-PPA）和混杂功能化碳纳米管（MWNTs-COOH-PPA）,将这4种改性碳纳米管按不同质量分数分别加入聚氨酯（PU）中制备了复合材料。使用万能材料试验机和热失重分析仪测试了复合材料的力学和热学性能,研究了碳纳米管对复合材料性能的影响。结果表明:通过在碳纳米管表面接枝少量的共价官能团防止非共价包覆的剥离,混杂功能化方法既能够改善碳纳米管在基体中的分散性,又能够保持其与基体界面间结合力,复合材料增强效果最明显。耐热性良好的碳纳米管的添加提高了PU基体的热分解温度,提高程度由于其功能化方式的不同而稍有差别。MWNTs-COOH-PPA/PU复合材料的力学性能最优,当碳纳米管含量（质量分数,下同）为0.3%时,其拉伸强度与纯PU相比提高104%,其热分解温度与MWNTs-COOH/PU相当,优于纯PU,但低于MWNT8-NH₂/PU和MWNTs-PPA/PU。     

聚氨酯增韧改性环氧树脂的制备及性能表征

以聚醚二元醇(PTMG)与二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)反应,生成以异氰酸酯基(-NCO)封端的聚氨酯预聚体,然后与环氧树脂(E-44)反应,合成了韧性好、相对分子质量大小及其分布合理、力学性能优异的聚氨酯改性环氧树脂,探讨了原料摩尔比、稀释剂用量和合成工艺等因素对树脂性能的影响,研究结果表明,当原料摩尔比n(HMDI)∶n(PTMG)∶n(E-44)=2.3∶1∶2,稀释剂丙烯酸异冰片酯(IBOA)用量为20%,合成条件为65℃×2 h+75℃×50 min时,可以得到黏度为3.06×10⁵ mPa·s (25℃)、M_n为1400、M_w为2900、相对分子质量分布宽度指数为2.07的聚氨酯改性环氧树脂。通过红外光谱、核磁共振碳谱和凝胶渗透色谱对其结构进行表征,结果与设计的一致,达到了预期效果,其拉伸强度、冲击强度、弯曲强度、储能模量(E′)、损耗模量(E″)、玻璃化转变温度(T_g)等综合性能优异。     

硬段微区结构与聚氨酯脲弹性体力学性能及耐热性的相关性

以聚四氢呋喃醚二醇(PTMG)为软段,甲苯二异氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、混合异氰酸酯(n(TDI)∶n(MDI)=1∶1)分别为硬段,采用预聚体法合成了一系列不同硬段微区结构的聚氨酯脲弹性体,并通过红外光谱、热重分析、差示扫描量热以及力学表征等方法,研究了不同硬段微区结构与聚氨酯脲(PUU)体系内部微相分离、热稳定性及力学性能的相关性。结果表明,TDI型聚氨酯脲的NH官能团伸缩振动谱带出现在较低位置(3270cm~(-1)),MDI型NH官能团伸缩振动谱带出现在相对较高的位置(3285cm~(-1)),前者的T_g(-57.6℃)低于后者T_g(-49.5℃),而初始降解温度前者(294℃)高于后者(268℃),混合型的均位于两者之间。因此,TDI型PUU表现出较高的微相分离程度和硬段微区有序度,而MDI型微相混合程度较高、且微相混合程度有助于力学性能的改善。随着温度的升高,PUU内部氢键化NH官能团伸缩振动吸收强度逐渐减弱,谱带吸收位置由低波数向高波数移动,力学性能逐渐下降,当温度处于70℃左右时,其波数出现轻微的突越,力学性能也表现出较快的下降趋势。     

形状记忆聚氨酯的研究进展

聚氨酯是一种多嵌段共聚物,可通过调节原料的组成和配比,得到性能各异的新型功能高分子材料。由硬段、软段交替排列组成的聚氨酯分子链,具有微相分离的本体结构,符合热致形状记忆高分子的条件,并具有良好的强度、硬度、耐磨性、耐挠曲性和生物相客性等优异性能。本文概括了聚氨酯的形状记忆原理和特征,并对形状记忆聚氨酯的研究进展作了重点阐述。     

具有吸附特性3A沸石/PI复合膜的制备与性能

采用原位聚合法制备了具有吸附特性的3A沸石/聚酰亚胺(PI)复合膜,并考察了复合膜的亚胺化程度、微观形貌、力学性能、吸附/脱附行为。结果表明,复合膜亚胺化完全、力学性能优良;3A沸石均匀分散在PI基体内,二者之间界面结合良好;水为吸附质时,分散在PI基体中的3A沸石仍能保持对水的吸附性能,且最大脱附量达23.39 g H2O/100 g3A沸石。该复合膜在吸附分离、膜分离及包装等领域中具有潜在的用途。     

阻燃木材-聚氨酯复合材料的制备与表征

将聚氨酯预聚体和易流失的无机盐阻燃剂分别浸注到木材,经固化后制得阻燃性木材-聚氨酯复合材料。对煮烘循环处理前后各复合材料的力学性能测试、扫描电镜(SEM)和锥形量热(CONE)分析表明,通过聚氨酯在木材细胞壁上粘附形成的连续树脂层,不仅可有效提高复合材料的力学性能和耐久性,同时还能够有效固附易流失的无机盐阻燃剂而保证阻燃效果。     

高柔性隔热软木复合材料的制备与性能

以单组分湿固化的聚氨酯(U030)作为胶黏剂制备的软木复合材料(RC16),密度为0.40g/cm~3,具有优异的柔韧性和力学性能。考察了胶黏剂的含量、软木粒子的含水率、固化条件等因素对RC16软木隔热性能、柔韧性及力学性能的影响。结果表明:合成的胶黏剂U030与软木粒子之间具有良好的相容性和粘接性,可完全包裹软木粒子且分散均匀;材料的力学性能随着软木粒子含水率的增加呈现先提高后降低的趋势,在7.0%时达到最大值;随着U030含量的增加,RC16软木的各项性能均呈现先上升后趋于稳定的趋势,但其热导率也相应提高,当U030含量为30%时材料的综合性能最佳;确定RC16软木的最佳固化工艺条件为:固化温度110℃,固化时间1.5h;RC16软木具有良好的耐热性,可在20s内承受800℃高温烧蚀。     

离子交换法制备Ce-NaX沸石分子筛及其结构表征

采用水溶液离子交换法对NaX沸石分子筛进行Ce3+改性,制得Ce-NaX沸石分子筛.主要研究了反应条件、离子配比对Ce-NaX沸石分子筛结构的影响,采用SEM、EDS、XRD和FT-IR分析手段对Ce-NaX沸石分子筛进行了结构表征.结果表明:通过离子交换成功地将Ce3+引入NaX沸石分子筛中,且Ce3+的引入并没有改变NaX沸石分子筛原本的骨架结构和晶体构型.     

聚氨酯/沸石杂化材料的制备及性能

首次提出聚氨酯／沸石型有机-无机杂化的新模式,并选用表面富合活泼羟基且合有微孔直径大于0．7nm的沸石分子筛,制备出聚氨酯／沸石分子筛新型杂化材料。结果表明,其性能远优于纯聚氨酯的性能,与聚氨酯／有机蒙脱土纳米复合材料的力学性能和耐热性能相近,但耐溶剂性能和回弹性能优于前者。XRD分析表明分子筛在杂化材料中保持原状,FT—IR证实TDI能够与沸石分子筛表面的硅羟基进行接枝反应。     

交联对透明聚氨酯弹性体结构与性能的影响

采用一步法以异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、聚氧四亚甲基二醇（PTMG）、1,4－丁二醇（BD）和聚氧化丙烯三醇（N3010）为原料合成了透明聚氨酯弹性体,通过DSC、FT－IR、TG等方法研究了物理交联和化学交联对聚氨酯弹性体的力学性能、光学透明性和热稳定性的影响。结果表明,尽管聚醚二元醇的分子量增大,但由于硬段间的氢键作用增加,使微相分离程度提高,聚氨酯弹性体的力学强度增加。加入交联剂三元醇N3010,聚氨酯弹性体在硬段间形成化学交联、透度、热稳定性和力学性能与未加交联剂的聚氨酯弹性体相比有明显提高。     

WC/天然沸石纳米复合材料的微结构表征及性能

以酸处理后天然沸石为载体, 偏钨酸铵(AMT)为钨源, 经混合球磨制备了AMT/天然沸石复合前驱体, 在CH₄/H₂混合气氛中升温至900℃进行还原碳化, 制备了碳化不同时间的系列WC/天然沸石纳米复合材料. 采用XRD、TEM、HRTEM、STEM-Z衬度像等方法对样品的物相、微观结构和WC空间分布进行系统表征. 采用三电极体系粉末微电极方法测试了样品在碱性溶液中的电化学催化活性. 结果表明: 由于载体天然沸石孔隙和表面积优势, AMT/天然沸石前驱体在CH₄/H₂混合气氛中能快速还原并碳化, 形成小尺寸和高分散的以活性相W₂C和WC为主的WC/天然沸石纳米复合材料, 并以碳化还原4 h获得的碳化钨晶粒度最小, 分散性最佳, 含量相对最高, 并具有最佳的电催化活性.     

硼酚醛/杉木粉复合材料的制备与性能

以杉木粉为原料、硼酚醛预聚体为前驱体,采用溶胶-凝胶法制备了硼酚醛/杉木粉复合材料。采用红外光谱、X射线衍射、扫描电镜、热失重等分析方法,研究了该复合材料的结构和相关性能。结果表明,木材中的羟基与硼酚醛预聚体上的羟基发生了缩合反应,形成了比较稳定的B-O-C键,木材纤维素的结晶被破坏,介观空隙消失;木粉用量的增加会导致复合材料缩合反应程度下降,木材纤维素结晶遭破坏程度降低。缩合反应生成的强化学键显著提高了复合材料的耐热性能,使失重10%时的热分解温度从270℃(木粉)提高到547℃。复合材料的吸水率远小于木材,而冲击强度、拉伸强度均呈现随木粉用量的增加先增大后降低的趋势。     

PTT/ABS-g-MAH/SCF复合材料的制备与性能

研究了聚对苯二甲酸丙二酯(PTT)/马来酸酐接枝丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS-g-MAH)/短炭纤维(SCF)复合材料的力学性能、流变和结晶熔融行为.结果表明,ω(SCF)=10%时,复合材料的拉伸强度和弯曲强度达到板值,冲击强度略有升高,SCF对PTT起到了较好的增强效果且不影响韧性;ω(SCF)>10%时,...     

新型聚氨酯-酰亚胺聚合物的性能研究

用“二步法”合成了含二氮杂奈酮结构聚氨酯-酰亚胺(PUI-DHPZ)嵌段聚合物。通过TG、力学强度以及溶解性分析测试,研究了PUI-DHPZ聚合物试样的性能及二酐含量对其的影响。结果表明,PUI-DHPZ聚合物具有良好的热性能,其中半寿温度比聚氨酯(PU)提高了51℃;拉伸强度随二酐含量变化呈现出先增大后减小的趋势,以PUI-DHPZ-50拉伸强度最大,扯断伸长率呈单一下降趋势;聚合物在强极性有机溶剂中有较好的溶解性能。