不同二胺后扩链对聚酯/聚醚型水性聚氨酯性能的影响

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚醚二元醇(N210)、聚酯二元醇(PBA)为主要原料,二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水性扩链剂,一缩二乙二醇(DEG)为小分子扩链剂,乙二胺(EDA)、异佛尔酮二胺(IPDA)为后扩链剂,合成了一系列水性聚氨酯(WPU)乳液。主要考察了后扩链对水性聚氨酯乳液的稳定性,乳液粒径以及胶膜吸水率和力学性能的影响。结果表明,用二胺后扩链之后,乳液稳定性变好,乳液粒径变小,胶膜吸水率减小,耐水性变好,胶膜拉伸强度增加,当采用IPDA后扩链且质量含量为2.7%时,膜的综合性能较好,吸水率相对较低(16.7%),拉伸强度为31.23MPa,断裂伸长率为1022.31%。     

聚碳酸酯型水性聚氨酯胶粘剂的合成及其性能研究

以甲苯二异氰酸酯、聚碳酸酯二元醇、2,2-二羟甲基丙酸等为原料合成了聚氨酯预聚体,通过KH-792[N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷]对其进行双氨基扩链,并中和乳化合成PCDL-WPU(聚碳酸酯型水性聚氨酯)胶粘剂。研究结果表明:随着KH-792加入量的增加,制备的水性聚氨酯乳液凝胶温度最高可达89℃,乳液粒径变大,胶膜的吸水率降低;当加入w(KH-792)=2%(相对于水性聚氨酯乳液总质量而言)时,扩链的乳胶膜失重5%,分解温度最高可达271℃;当加入w(KH-792)=3%时,乳胶膜拉伸强度最高可达14.2 MPa,断裂伸长率呈下降趋势。     

桐油基水性聚氨酯乳液及其涂膜性能研究

采用酯交换法制备桐油基二元醇,并以其为功能性扩链剂与甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚酯二元醇(PEG)、二羟甲基丙酸(DMPA)、1,4-丁二醇等原料制备了一系列桐油改性的水性聚氨酯乳液。分别研究了不同含量的桐油二元醇、PEG、DMPA对乳液及其涂膜的性能影响。结果表明:桐油基二元醇含量的增加会引起涂膜拉伸强度增加,断裂伸长率降低;随着PEG含量的增加,涂膜的硬度与强度降低,微相分离程度减弱,断裂伸长率增加;DMPA含量的增加使乳液的稳定性增加,颜色更加透明,粒径变小,但耐水性降低。当桐油基二元醇用量为6%(以原料的总质量计,下同)、PEG用量为59%、DMPA为7%时,水性聚氨酯乳液具有良好的外观、贮存稳定性,且涂膜的耐水性及机械性能优异。     

超支化水性聚氨酯共混改性纳米SiO_2水性聚氨酯的制备及性能研究

采用异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚丙二醇(PPG-2000)和PPG-纳米SiO_2溶胶为原料合成聚氨酯预聚体,用2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)作亲水扩链剂并用1,4-丁二醇(BDO)、三羟甲基丙烷(TMP)作小分子扩链剂进一步提高相对分子质量,再用乙酸酐封端的超支化水性聚氨酯(AWHBPU)进行共混改性,采用内乳化法制备了超支化水性聚氨酯共混改性纳米SiO_2水性聚氨酯。研究了超支化水性聚氨酯共混改性纳米SiO_2水性聚氨酯乳液的粒径及稳定性、黏度以及胶膜的热性能和力学性能。结果表明,AWHBPU含量4%的乳液体系较稳定;随着AWHBPU的引入,乳液黏度先减小后增大,当AWHBPU添加量为4%时,乳液黏度最小为66.55 mPa·s;当AWHBPU添加量为6%时,试样的最大拉伸强度可达到18.92MPa。     

乳液聚合交联改性提高疏水性氟代丙烯酸酯的力学性能

为了改善丙烯酸酯的力学性能,以丙烯酸酯为主要单体,甲基丙烯酸十二氟庚酯为功能单体,1,4-丁二醇二丙烯酸酯(BDDA)为交联剂,采用核壳乳液聚合法合成了水性含氟丙烯酸酯。考察了反应条件,并对乳液的稳定性、粒径,以及乳液膜的拉伸强度、断裂伸长率、硬度、水接触角和化学结构进行了表征。结果表明,BDDA的加入可以有效提高乳液膜的拉伸强度、断裂伸长率及硬度。当BDDA占单体质量3%时,乳液的平均粒径为63.8 nm,转化率为99.2%,乳液膜的综合性能最好,分别为:吸水率4.9%,水接触角98.8°,拉伸强度1.94 MPa,断裂伸长率743.6%,硬度45.6 HA。其拉伸强度和断裂伸长率分别是未改性含氟丙烯酸酯乳液膜的1.73倍和1.46倍。     

乙二胺扩链剂对水性聚氨酯性能的影响

以聚醚220、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为主要原料,二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水性扩链剂,丁二醇(BD)和乙二胺(EA)为小分子扩链剂,按不同配比合成了系列水性聚氨酯分散体。主要考察了乙二胺扩链剂用量对水性聚氨酯乳液的稳定性、乳液粒径、粘度以及膜吸水性和力学性能的影响。结果表明,随乙二胺扩链剂用量的增加,乳液粒径增大、分散稳定性变差、粘度减小、胶膜的拉伸强度增加、断裂伸长率减小、耐溶剂性增加、吸水率变化不明显、硬段相Tg升高,软硬段相分离程度增加。胶膜的ATR红外表现为PPG类聚醚型聚氨酯典型的红外光谱。     

含硫扩链剂改性水性聚氨酯的制备及其性能

以2-巯基乙醇(2-ME)和丙烯酸羟乙酯(HEA)为原料,通过巯基-烯"点击"反应合成了含硫二元醇ME-HEA。并以其为扩链剂,与聚氧化丙烯二醇(PPG)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)等合成系列含硫水性聚氨酯(SWPU)。采用纳米粒度仪、红外光谱仪、电子拉力机等对乳液的粒径、胶膜的热性能、力学性能以及耐水性进行了分析。结果表明:随着ME-HEA质量分数的增加,SWPU胶膜的耐热性能和力学性能有明显的提升。当ME-HEA质量分数为4.3%时,乳液粒径为41.7 nm,胶膜拉伸强度和断裂伸长率分别为34.3 MPa和911.2%,在120℃热氧降解处理后的拉伸强度为处理前的拉伸强度的90.09%,有较好的耐热氧降解性能。     

氟改性UV固化超支化水性聚氨酯的制备与性能研究

采用HDI三聚体(HDT)和二乙醇胺(DEOA)自制六羟基多元醇;采用异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、全氟己基乙基醇(TEOH-6)和三羟甲基丙烷(TMP)自制含氟二元醇;以IPDI、聚碳酸酯二元醇(PCDL)、含氟二元醇、二羟甲基丁酸(DMBA)、季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)为主要原料合成—NCO半封端的聚氨酯,将六羟基多元醇加入到聚氨酯中,制备了氟改性UV固化超支化水性聚氨酯(FWPU)。采用光学接触角、纳米粒度仪、电子拉力机、原子力显微镜等对涂膜的结构与性能进行了测试。研究了含氟二元醇添加量对涂膜疏水性、力学性能、硬度、热稳定性等的影响。结果表明:随着含氟二元醇的加入,乳液粒径逐渐增大、分布变宽,涂膜接触角增加、吸水率大幅降低、热稳定性增强、拉伸强度大幅度增大、硬度达到4H。当含氟二元醇含量为8%时,涂膜的综合性能最佳。     

交联型腰果酚基水性聚氨酯的制备及性能

以生物基腰果酚为起始原料合成腰果酚二元醇(CD),以天然多羟基化合物蔗糖为交联剂,在无催化剂条件下成功合成交联型腰果酚基水性聚氨酯。通过FT-IR、XRD、1H NMR研究了聚氨酯的结构,并探究了不同蔗糖/CD羟基物质的量比对材料粒径分布、拉伸性能、热学性能、吸水性的影响。结果表明:蔗糖与CD成功接入聚氨酯分子链中,分子链呈现出无序状态;改性后乳液粒径增大,材料耐水性增强,拉伸强度也得到明显的改善,一定程度上提高了材料的热稳定性。当蔗糖与CD羟基物质的量比为1∶1时,胶膜24 h吸水率为11.3%,拉伸强度为34.9 MPa,断裂伸长率为1 164%,初始热分解温度为238℃,材料综合性能最佳。     

水基羧酸型含锆盐聚氨酯乳液的制备及性能研究

以聚己内酯二元醇、脂环族二异氰酸酯为主要原料,二羟甲基丁酸(DMBA)为亲水性扩链剂,丁二醇为小分子扩链剂,硅烷偶联剂及三羟甲基丙烷为内交联剂,碳酸锆铵为外交联剂,采用丙酮法成功合成了固含量≥50%的水基羧酸型含锆盐的水性聚氨酯(WPU)乳液。通过红外光谱(FTIR)及核磁共振氢谱(1H NMR)对试样的结构进行了表征。考察了DMBA用量、碳酸锆铵用量对WPU乳液及胶膜性能的影响。结果表明:当DMBA的用量为6.02%、碳酸锆铵的用量为0.74%时,乳液粒径及黏度适中,胶膜的耐水性和热稳定性较佳,拉伸强度可达34.92 MPa,断裂伸长率为222.16%。     

新型阳离子水性聚氨酯的合成与表征

以聚氧化丙烯二元醇(PE220)和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为原料,以自制的阳离子亲水单体Y-E51作为扩链剂,制备了阳离子型水性聚氨酯乳液(WPU),讨论了Y -ES1的摩尔分数对WPU乳液粒径分布及胶膜力学性能的影响,并通过红外光谱对产物的结构进行表征.结果表明:随着Y -E51摩尔分数的增加,乳液粒径分布变窄,胶膜的吸收率、甲苯溶胀率变大,拉伸强度增大,断裂伸长率下降;当Y -E51的摩尔分数为18％,胶膜的力学性能最佳.     

黄原胶改性水性聚氨酯的制备及性能

以六亚甲基二异氰酸酯(HDI)与聚酯多元醇(PE-3020)合成了聚氨酯预聚体,再加入扩链剂2,2二羟甲基丙酸、改性剂黄原胶,通过黄原胶中的—OH与HDI中的—N襒C襒O反应合成了黄原胶改性水性聚氨酯(WPU)乳液。采用粒径分析仪、XRD、FTIR等研究了黄原胶添加量对改性WPU胶膜的耐水性、力学性能和乳液粒径等影响。结果表明,当黄原胶的加入质量分数为0.2%时乳液呈半透明状,泛蓝光,乳液粒径均匀,拉伸强度达到17.856 MPa,断裂伸长率489.25%,水接触角为57.5°。通过黄原胶改性,WPU的综合性能得到了显著提高。     

酰胺基扩链剂改性水性聚氨酯的制备及其性能

以二乙醇胺(DEA)和乙烯基吡咯烷酮(NVP)为原料,合成了N-(2-吡咯烷酮乙基)二乙醇胺(DVP)扩链剂,再以DVP、聚醚二元醇(N220)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)、一缩二乙二醇(DEG)为主要原料,合成了不同DVP质量分数的水性聚氨酯。采用FTIR和1HNMR表征了DVP的结构,通过FTIR、TGA分析了改性水性聚氨酯的结构,并测定了其乳液的粒径和胶膜的力学性能、吸水率。结果表明:当w(DVP)=0.5%时,乳液粒径为44 nm时,合成的聚氨酯胶膜综合性能最佳,拉伸强度为21.04 MPa,断裂伸长率为854.6%,失重5%和50%的温度(T5%、T50%)分别为269.9和343.5℃,吸水率为13.41%。与未改性水性聚氨酯相比,DVP扩链的水性聚氨酯在力学性能、耐热性和耐水性均有显著提高。     

HDI型水性聚氨酯胶粘剂的制备与性能研究

以聚酯二元醇、二异氰酸酯(HDI)与2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)为主要原料,采用丙酮法合成了HDI型水性聚氨酯(WPU),探讨了亲水扩链剂DMPA用量对WPU乳液粒径、耐水性、耐热性及剥离强度等性能的影响。结果表明:随着DMPA含量不断增加,WPU乳液粒径减小,WPU膜的吸水强度、耐热性和剥离强度先升高后降低。当R(NCO/OH)值为2.226,扩链剂DMPA的加入量为3.5~4%时,可获得综合性能较好的水性聚氨酯。     

一种超支化增容剂的合成及其应用

将甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚碳酸酯型二元醇(PCDL)和二乙醇胺为原料合成的一种AB2型化合物作为单体;通过逐步升温法使AB2型单体间相互反应合成了一种超支化聚氨酯(HPU);然后将羟基硅油接入超支化聚氨酯合成了有机硅改性超支化聚氨酯(HPU-Si)。采用红外光谱、核磁碳谱对聚合物的支化结构进行了表征。将HPU-Si作为增容剂加入聚氨酯/硅橡胶共混体系对其进行界面增容改性。利用扫描电镜观察共混物的界面微观结构,结果表明,HPU-Si显著改善了聚氨酯与硅橡胶间相容性。与空白样相比,当聚氨酯/硅橡胶共混比为80:20、HPU-Si为2份时,共混物的拉伸强度,断裂伸长率和撕裂强度得到显著提高,提高幅度分别为59.9%、63.9%和30.2%。     

阴离子型水性聚氨酯的合成及其性能研究

以聚醚二元醇（N220）和甲苯二异氰酸酯（TDI）为主要原料,以二羟甲基丙酸（DMPA）为亲水扩链剂,1,4-丁二醇（BDO）和乙二胺（EDA）为小分子扩链剂,三乙胺（TEA）为中和剂制备一系列不同配方组成的水性聚氨酯乳液。研究亲水扩链剂含量对乳液及其胶膜性能的影响。结果表明：DMPA的含量在4%~8%之间可获得比较稳定的乳液。随着DMPA含量的增加,乳液的粒径逐渐减小,粒径分布变窄,胶膜的吸水率增加,拉伸强度增大,断裂伸长率减小。综合考虑,DMPA的含量为6%时,胶膜性能较好。DSC分析表明,随着DMPA含量的增加,水性聚氨酯微相分离的程度增大。扫描电子显微镜（SEM）测试,可以清楚看到分布均匀的纳米水性聚氨酯球形粒子。     

氯化聚丙烯改性阴离子型水性聚氨酯的制备与性能研究

聚酯多元醇(PBA)、二羟甲基丙酸(DMPA)和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为主要原料,加入接枝马来酸酐的氯化聚丙烯(MCPP),合成了氯化聚丙烯改性的阴离子型水性聚氨酯。乳液稳定性测试表明,马来酸酐接枝率为1.5%时水性聚氨酯乳液稳定性较好;粒径测试表明,乳液粒径随着MCPP的加入量增大而逐渐变大;力学性能测试结果显示,经过MCPP改性后,乳液形成胶膜的拉伸强度和断裂伸长率都有明显的提高,对于PP薄膜的粘接性能得到改善。但TGA测试显示随着MCPP量的增加,胶膜的耐热性下降。综合分析得出,MCPP加入量为5%时得到的改性水性聚氨酯性能较佳。     

氯化聚丙烯改性阴离子型水性聚氨酯的制备与性能研究

聚酯多元醇(PBA)、二羟甲基丙酸(DMPA)和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为主要原料,加入接枝马来酸酐的氯化聚丙烯(MCPP),合成了氯化聚丙烯改性的阴离子型水性聚氨酯。乳液稳定性测试表明,马来酸酐接枝率为1.5%时水性聚氨酯乳液稳定性较好;粒径测试表明,乳液粒径随着MCPP的加入量增大而逐渐变大;力学性能测试结果显示,经过MCPP改性后,乳液形成胶膜的拉伸强度和断裂伸长率都有明显的提高,对于PP薄膜的粘接性能得到改善。但TGA测试显示随着MCPP量的增加,胶膜的耐热性下降。综合分析得出,MCPP加入量为5%时得到的改性水性聚氨酯性能较佳。     

可降解水性聚氨酯的合成及其性能研究

以L-赖氨酸二异氰酸酯为硬段,聚ε-己内酯二元醇(PCL)为软段采用两步法合成了无毒、可生物降解型水性聚氨酯,研究了R值、扩链剂用量以及预聚温度对乳液及涂膜性能的影响。结果表明,当R值为1.5、扩链剂1,4-丁二醇用量为4%、预聚温度为80℃时所合成的水性聚氨酯乳液性能最优。力学性能测试表明其具有良好的机械性能,拉伸强度可达46.5 MPa;80 d后水解降解质量损失达42%,说明所制备的聚氨酯具有可降解性,是一种具有广泛应用前景的生物医用材料。     

采用磺酸型亲水单体作为扩链剂制备水性聚氨酯的研究

以聚醚二元醇(N210)和2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI)为原料,以自制的磺酸型亲水单体1,2-二羟基-3-丙磺酸钠(DHPA)作为扩链剂,制备了磺酸型水性聚氨酯(WPU)乳液;研究了R值[即R=n(-NCO)/n(-OH)]、DHPA含量对WPU乳液及其胶膜力学性能的影响,并对产物的结构进行了红外光谱(FT-lR)表征.研究结果表明,随着R值的增大,WPU乳液粘度下降,胶膜的拉伸强度和硬度增大、断裂伸长率和吸水率下降;随着DHPA含量的增加,WPU乳液的稳定性逐渐增强、粒径变小且粒径分布变窄,WPU胶膜的拉伸强度增大、断裂伸长率则呈先增后降的趋势;当R=2.0、wDHPA)=5%时,WPU的综合性能最好.