含硅聚氨酯和环氧树脂材料的制备与性能研究

设计合成了含硅聚氨酯(SPU)、环氧树脂(SEP),将二者按不同比例共混,制备了SPU/SEP共混物,以此作为舰船防污涂料用基体树脂展开研究.利用红外光谱仪对SPU、SEP的结构进行了表征,研究了SPU/SEP组成比对共混物的动态力学性能、力学性能和表面性能的影响,结果表明试验成功地将有机硅基团引入到聚氨酯、环氧树脂结构中;SPU和SEP的相容性较好,共混后的聚合物玻璃化温度在20～50℃之间,材料硬度较高;SPU/SEP共混后拉伸和剪切强度得到提高.测定了共混物对水和甘油的接触角,并计算出试样的表面能,发现随着SEP加入量的增加,材料的表面能呈现先下降后上升的趋势,当SPU/SEP的质量比为50/50时,聚合物的表面能最低,达到24 mN/m.     

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。     

温度对聚氨酯泡沫材料力学性能影响的研究

研究了温度对聚氨酯泡沫材料力学性能(强度、模量、压缩蠕变)的影响,并研究了在弹性范围内不同压缩应力水平下的压缩蠕变试验,拟合出了聚氨酯泡沫压缩蠕变曲线.     

热处理对赖氨酸乙酯扩链聚氨酯性能的影响

以1,6-六亚甲基二异氰酸酯(HDI)为硬段,聚碳酸酯二元醇(PCDL)为软段,赖氨酸乙酯盐酸盐(Lys-OEt)为扩链剂合成了一种新型聚碳酸酯型聚氨酯弹性体,并制成聚氨酯膜,在不同温度和时间下对聚氨酯进行退火热处理.采用FT-IR、~1H-NMR对聚氨酯进行结构分析;热处理前后,通过AFM、XRD和力学测试仪对聚氨酯进行性能测试.结果表明:热处理使赖氨酸乙酯扩链聚氨酯微相分离的程度变大,结晶性能更好,力学性能提高,弹性回复率增大.     

无机粒子对聚醚型聚氨酯微相分离的影响

通过动态力学分析测试手段,考察了不同表面性质的无机粒子对聚四亚甲基醚二醇,2,4-甲苯二异氰酸酯,二甲硫基甲苯二胺(PTMG-TDI-E-300)组成体系的聚醚型聚氨酯(PU)微相分离的影响,并与力学性能进行关联。结果表明,在聚氨酯中加入不同的无机粒子,可以提高材料微相分离的程度,材料的耐撕裂性能明显提高。比较PU/SiO2、PU/CNTs和PU/13X分子筛的几种复合材料,以多壁碳纳米管(CNTs)对聚氨酯软硬链段的微相分离影响最大,在以tanδ-T曲线为基准时,与纯PU相比,其玻璃化转变温度下降了17.18℃。     

受阻酚封端聚氨酯阻尼材料的结构与性能

分别设计合成了受阻酚AO-80和AO-2246封端聚氨酯预聚物,并经固化制得聚氨酯阻尼材料。采用傅里叶变换红外光谱、差示扫描热分析、扫描电镜表征了该材料的微观结构,并研究了受阻酚含量、受阻酚种类和聚醚相对分子质量对阻尼材料动态力学性能的影响。动态力学测试结果表明,所制得试样组分相容性较好,随着受阻酚用量的增加,最大阻尼因子增大,玻璃化温度升高,阻尼温域变宽;同质量比时,AO-2246封端所制得试样最大阻尼因子和损耗峰面积均高于AO-80体系;随着聚醚相对分子质量增加,试样的最大阻尼值增大,玻璃化温度降低,相容性变好。     

氨基改性碳纳米管的制备及对聚氨酯泡沫材料的影响

在碳纳米管表面引入大量氨基后,将其加入水为发泡剂的聚氨酯发泡体系,研究了碳纳米管对聚氨酯泡沫泡孔结构和力学性能的影响。实验结果表明,氨基表面改性碳纳米管的引入有助于提高聚氨酯泡沫孔壁结构的完整性,并且泡孔分布更加均匀。随着体系中碳纳米管含量的增加,泡沫孔径尺寸先减小后增大,当填充量为0.75%时,泡沫材料具有最小平均孔径(0.23mm)。扫描电子显微镜观察发现该条件下泡孔分布均匀,结构最为完整。同时,材料的力学性能也表现出相同的规律,当碳纳米管含量为0.75%时,材料具有最大压缩强度和压缩模量,分别为0.14 MPa和2.09 MPa,与纯聚氨酯的泡沫材料相比分别提高了100%和161%。     

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。     

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/13X分子筛复合材料的制备及表征

本文采用预聚法制备了聚酯类聚氨酯/13X分子筛复合材料,考察了分子筛含量和交联系数对聚氨酯弹性体力学性能、耐溶剂性能的影响。结果表明,13X分子筛的加入量为7%,交联系数为0.90时,聚氨酯弹性体的耐撕裂强度从73.1 kN/m提高到94.2 kN/m,拉伸强度从44.5 M Pa提高到49.9 M Pa,断裂伸长率从580%提高到640%,溶胀度从103.78%降低到72.58%。由DSC和DM A分析可知PU/13X复合材料具有更好的微相分离及动态力学性能。     

蓖麻油基聚氨酯的制备及其性能研究

采用可再生的蓖麻油、甘油、TDI为原料,合成出端-NCO的蓖麻油基聚氨酯(PU)预聚体.对预聚体中NCO的含量进行了测定,并采用FT-IR对材料进行了定性分析;采用TG对蓖麻油基PU膜的热性能进行分析,并对固化后的材料力学性能进行了测试.结果表明:蓖麻油基PU预聚体的NCO含量在5.25%～4.93%时,体系在-18～40 ℃能固化成膜,且成膜物具有较好热学性能和力学性能.     

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。     

酪素改性水性聚氨酯的制备与性能表征

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚四氢呋喃醚二醇(PTMEG1000)为主要原料,合成NCO封端的阴离子型聚氨酯(PU)预聚体,经过三乙胺(TEA)中和成盐后与酪素液混合,制备出系列酪素/聚氨酯(PUC)乳液。采用粒径分析、FT-IR、DSC、TGA和拉伸性能测试等对PUC的乳液状态、膜结构和性能进行表征,结果表明随酪素含量的增加,聚氨酯和酪素分子间氢键作用增强,分子间相互作用力增加,热稳定性能提高;在一定范围内酪素含量增加,力学性能提高,且酪素与聚氨酯的比例为2/10时样品拉伸强度达到51.88MPa。     

粘土/热塑性聚氨酯弹性体插层复合材料制备与性能

本文对不同种类的层状硅酸盐粘土膨润土（BEN）及累托石（REC）进行有机改性，利用X射线衍射（XRD）分析有机粘土的层间结构变化，研究不同有机粘土与聚氨脂弹性体熔融共混后复合材料的力学性能。结果表明：改性后的有机粘土层间距均有不同程度的增大，复合材料的力学性能均有不同程度的增加，其中有机累托石补强的效果较好；有机粘土在添加两份时均表现出较大的拉伸强度，累托石在两份添加量的拉伸强度由原来的37.2MPa提高到53.8MPa，提高了44.6%；撕裂强度在所研究范围是增加的，8份时从纯基体的92.8kN/m提高到138kN/m，提高了49%。     

MI基水性聚氨酯乳液的制备与性能

采用聚碳酸酯二醇(PCDL),2,4-二苯基甲烷二异氰酸酯与4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯混合物(MI)、二羟甲基丙酸(DMPA),三乙胺(TEA)为主要原料,并分别以三羟甲基丙烷(TMP),甘油(GLY)、二乙二醇(DEG)及1,4丁二醇(BDO)为封端剂合成了一系列水性聚氨酯乳液。讨论了物料种类,配比及工艺条件等因素对乳液和胶膜性能的影响。当n(-NCO)/n(-OH)比值为1.6,DMPA含量为6%,中和度100%,以TMP为封端剂,乳液和胶膜的综合性能都达到最佳。     

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。     

新型封闭型聚氨酯树脂的制备与粘接性能

以甲苯二异氰酸酯和聚醚多元醇为原料，以乙二醇单乙醚为封闭剂，采用无溶剂法制备了无溶剂封闭型聚氨酯树脂。研究了解封时间、解封温度和聚醚等因素对该树酯固化性能的影响，并考察了该树脂对金属的粘接性能。     

DMPA含量对具有软段结晶性水性聚氨酯性能的影响

采用预聚体分散法,以DMPA作为亲水性单体,合成了一系列具有软段结晶性水性聚氨酯乳液(WPU)。通过FT-IR、粒径测量仪、接触角测量仪、XRD等对乳液性能和涂膜性能进行了表征。实验结果表明:乳液的粒径随DMPA含量的增加而减小,zeta电位和黏度随之增大;涂膜的接触角和断裂伸长率随DMPA含量的增加而减小,拉伸强度随DMPA含量的增加而增加;软段微区的结晶性能随着DMPA含量的增加而减小,当DMPA质量分数增加至5.6%时,软段微区表现出非晶态。     

耐热型聚氨酯的合成制备与性能

提高聚氨酯耐热性能是聚氨酯应用研究热点.文章以聚醚多元醇(PPG)、4,4'—二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、3,3—二氯—4,4—二氨基二苯基甲烷(MOCA)为主要原料,采用预聚体法制备聚氨酯(PU),探讨了扩链系数对聚氨酯耐热性能的影响.结果表明,随着扩链系数的增加,聚氨酯的综合力学性能、耐热性能先升高后降低,动态...     

聚氨酯阻尼材料动态力学性能的研究

研究了聚氨酯阻尼材料的动态力学性能。实验结果表明,交联密度是影响聚氨酯阻尼材料损耗因子(tgδ)的重要因素,增加分子链中侧甲基(—CH_3)数目,有利于提高材料的损耗因子值,拓宽阻尼温域;加入片状填料可增大材料内部的剪切运动,使内耗值增大。