中和度对聚酯型阴离子水性聚氨酯性能的影响

采用预聚体法,以聚酯多元醇、甲苯二异氰酸酯、二羟甲基丙酸（DMPA）制备了聚酯型阴离子水性聚氨酯乳液,考察了中和度对乳液的粒径、运动黏度以及胶膜力学性能的影响。结果表明,随着中和度的增加,水性聚氨酯乳液的粒径减小;运动黏度增大;水性聚氨酯胶膜的耐水性先增大后减小;胶膜的拉伸强度提高,但其断裂伸长率降低。以三乙胺为中和剂...     

环氧大豆油多元醇改性磺酸型水性聚氨酯合成与性能研究

用2-乙基己醇(异辛醇)对环氧大豆油进行开环,生成环氧大豆油多元醇,并利用其对由异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚己内酯二元醇(PCL)和乙二胺基乙磺酸钠(AAS)为主要合成原料的磺酸型水性聚氨酯(SWPU)进行改性,考察了不同多元醇含量对磺酸型水性聚氨酯乳液以及胶膜性能的影响.首先,通过FTIR和1H-NMR证实了环氧大豆油多元醇的合成;然后经过粒径测试、耐水性测试、接触角测试、机械性能测试、TG测试等检测表明:磺酸型水性聚氨酯成功合成,随着多元醇含量的增加,水性聚氨酯乳液粒径逐渐增大;胶膜的吸水率逐渐减小,并趋于平缓;力学性能拉伸强度逐渐增强,而断裂伸长率下降.但当环氧大豆油多元醇添加量过大时,导致最后乳液无法分散,乳化失败.当多元醇含量与PCL质量比为0.2时,胶膜吸水率由50.14%减小至12.27%,接触角为103.3°,拉伸强度由8.16 MPa增至21.77 MPa.通过TG表明,分子结构中多元醇的引入,胶膜的耐热性有明显提高.     

鞋用水性聚氨酯胶黏剂的制备及表征

通过预聚体分散法,以二羟甲基丙酸(DMPA)、蔗糖(sucrose)为亲水扩链剂和交联剂制备了一种鞋用水性聚氨酯胶黏剂.通过FTIR、DSC、力学性能、固化速度等研究了蔗糖用量对聚氨酯结构与性能的影响.结果表明蔗糖己引入聚氨酯主链.随着蔗糖用量的增加,相同处理温度下聚氨酯胶液的固化速度提高,胶膜的吸水率降低,拉伸强度增大,断裂伸长率减小,粘接试样的T-剥离强度逐渐增大.当蔗糖用量超过5.52 wt%时,合成及乳化过程中体系容易凝聚,且所制得的胶黏剂粘接强度有所下降.总之,通过改变蔗糖用量可以显著改变水性聚氨酯结构与性能.     

甲基丙烯酸羟乙酯改性水性聚氨酯乳液的制备及性能

采用种子溶胀乳液聚合法,以水性聚氨酯为种子,甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯为单体制备水性聚氨酯丙烯酸酯复合乳液,考察了甲基丙烯酸羟乙酯含量对复合乳液的T型剥离、胶膜的硬度、耐水性和力学性能的影响。结果表明,随着甲基丙烯酸羟乙酯含量的增加,复合乳液的T型剥离强度、胶膜的硬度和拉伸强度增大,胶膜的耐水性先增大后减小,断裂伸长率有所降低,适宜的甲基丙烯酸羟乙酯用量为3%。     

大分子不饱和单体法合成具有核壳结构的丙烯酸酯/聚氨酯乳液及表征

采用丙烯酸酯（AC）对水性聚氨酯（WPU）进行改性,合成了接枝型丙烯酸酯/聚氨酯(PUA)复合乳液。 随着共聚物中丙烯酸酯质量分数的增加,乳液外观由透明变为不透明,乳液粒径随之增大、分布变宽。 TEM显示,PUA乳胶粒子呈现清晰的核壳结构,且形态规整,粒径分布在60~120 nm之间。 FTIR测试表明,随着丙烯酸酯质量分数的增加,聚氨酯(PU)硬段氢键化作用先增强后减弱,硬段的有序度逐渐降低。 DSC分析表明,当AC的质量分数低于75%时,PU、聚丙烯酸酯(PA)两组分相容性较好,只出现一个玻璃化转变温度,并且随着PA质量分数的增加逐渐升高。 PA质量分数的增加,使胶膜的最大热失重速率从363 ℃提高至412 ℃,吸水率从11.3%降低至5.7%,弹性模量从16.4 MPa提高至47.6 MPa,拉伸强度从9.0 MPa提高至23.7 MPa,断裂伸长率从365%提高至408%,同时乳液的粘度下降,干燥时间变短,胶膜的附着力变好。     

单油酸三羟甲基丙烷酯改性水性聚氨酯

利用单油酸三羟甲基丙烷酯(TMPM)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和聚氧化丙烯(PPG)等制备水性聚氨酯。采用透射电镜(TEM)、动态激光光散射(DLLS)、红外光谱(FT-IR)、热重分析(TGA)和表面张力仪表征了乳液胶束形态、产物结构及性能。结果表明:水性聚氨酯(PU)分子上引入脂肪侧链容易在水中形成规整的胶束,但TMPM改性的水性聚氨酯胶束粒径随TMPM含量的增加不断增大,当w(TMPM)=0.07时,乳液不稳定;脂肪侧链的引入降低了水性聚氨酯乳液的表面张力,表面张力随着反应体系中—NCO和—OH摩尔比的增大而降低,随交联度的增大先增加后减小;TMPM的引入可以提高胶膜的热稳定性。     

高固含量低黏度聚氨酯微乳液的制备及性能研究

以聚(四氢呋喃-co-氧化丙烯)二醇(Ng210)为软段,异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为硬段,以1,2-二羟基-3-丙磺酸钠(DHPS)和二羟甲基丙酸(DMPA)作为亲水扩链剂,采用自乳化法合成了一系列了高固含量低黏度稳定聚氨酯微乳液,分析了DHPS和DMPA质量配比对乳液性能的影响,结果表明,所得乳液粒径呈多元分布,乳胶粒子呈球形;乳液为假塑性流体,表观黏度小于250mPa.s(剪切速率为25s-1)且随切变速率的变化规律呈现一定的切力变稀特征;随着DHPS/DMPA比值的增大,胶粒平均粒径逐渐减小,多分散性增强;当DHPS/DMPA值为4/10～6/10时,乳液中大小粒子粒径比为6～8,且大乳胶粒子的体积分数约为70%～75%,乳液的固含量均大于70%.另外,乳液具有较好的低温和高温以及贮存稳定性,具有较低的表面张力,相对于常规的聚氨酯乳液,所制备的高固含量聚氨酯乳液胶膜具有更好的力学性能.     

高醚化三聚氰胺甲醛树脂交联水性聚氨酯的制备与表征

合成了高醚化三聚氰胺甲醛树脂(HMMM)交联改性含聚乙二醇单甲醚(Ymer N120)亲水基团的阴离子型水性聚氨酯。 通过全反射红外(ATR-FTIR)、差示扫描量热仪(DSC)、电子拉力机等技术手段表征了改性后的水性聚氨酯胶膜结构、热性能和力学性能。 结果表明,随着HMMM质量分数的增加,聚氨酯胶膜中氢键相互作用减弱,胶膜耐热性、耐水性、拉伸强度、粘接性均有所提高;当HMMM为8%时,聚氨酯胶膜的拉伸强度增加了125%,T-型剥离强度增加了7.4 N/cm,硬段最大热分解速率对应温度增加了38 ℃。 此外,交联水性聚氨酯胶膜的耐水性也得到了很大程度的提高。     

水性聚氨酯硬段含量对其氢键相互作用及性能的影响

异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、二羟甲基丙酸(DMPA)作为硬段,合成了水性聚氨酯。 研究了硬段含量（质量分数）对乳液稳定性、膜耐热和力学性能等的影响。 当硬段质量分数低于26%时,乳液贮存稳定性较差。 随着硬段含量增加,聚氨酯膜拉伸强度迅速增加,断裂伸长率略有降低;红外光谱显示,自由的N-H伸缩振动峰强度减弱,氢键化N-H的振动峰强度增加;同时C=O伸缩振动峰整体向低波数方向移动,C=O伸缩振动峰峰形有明显的变化;DSC测试在50～125 ℃出现明显的氢键解离现象,吸热峰增强,证实了氢键作用力随着硬段含量的增加逐渐增强。 TG测试表明,水性聚氨酯硬段和软段分步解离,随着硬段含量的增加,硬段分解温度降低,水性聚氨酯耐热性能下降。     

水性聚氨酯/纳米TiO2复合乳液制备及其抗菌性能的研究

以佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚丙二醇(PPG)和改性纳米TiO2为主要原料,二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水扩链剂和乙二胺(EDA)为小分子扩链剂,通过原位分散聚合方法制备了水性聚氨酯/纳米TiO2复合乳液。考察了改性纳米TiO2用量对复合乳液粘度、粒径及稳定性的影响。结果表明,复合乳液具有一定的紫外吸收能力和良好的抑菌作用,抑菌性能随纳米TiO2含量的增加而提高。     

~5O-MMT/BA-VAc原位共聚乳液的制备及胶膜性能研究

采用原位乳液聚合方法,制备了O-MMT/BA-VAc复合乳液,对复合乳液及胶膜的性能进行了详细研究。研究结果表明:当O-MMT引入量小于0.8wt.%时,乳液的聚合稳定性以及储存稳定性较好;复合胶膜的耐水性能随着O-MMT引入量的增大呈先增强后减弱趋势,当改性MMT用量为0.5wt.%时,复合胶膜具有最佳耐水性能,吸水率比BA-VAc胶膜降低了75%,相同添加量下,复合胶膜达到最佳拉伸强度,为22.9MPa。     

赖氨酸乙酯扩链聚氨酯弹性体的制备

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)作为扩链剂合成一种新型聚碳酸酯型聚氨酯弹性体.通过力学性能测试、原子力显微镜(AFM)、红外光谱分析和细胞培养,探讨了聚氨酯弹性体软硬段比例、扩链剂对材料性能的影响和材料的细胞毒性.结果表明:随着硬段含量的增加,聚氨酯的机械性能提高.采用Lys-OEt扩链的聚氨酯弹性体拉伸强度达到18.6 MPa,在Lys-OEt、1,4-丁二醇(BDO)、二羟甲基丙酸(DMPA)3种扩链剂中力学性能最佳.初步的细胞培养实验证明,该材料具有良好的细胞相容性.     

扩链剂对脂肪族聚氨酯脲和聚脲弹性体结构与性能的影响

用异佛尔酮二胺(IPDA)、乙二胺(EDA)和己二胺(HDA)三种扩链剂合成了不同结构的脂肪族聚氨酯脲和聚脲, 并考察了扩链剂对聚氨酯脲和聚脲形态结构与性能的影响. 研究结果表明, 与EDA和HDA扩链的聚氨酯脲和聚脲相比, IPDA扩链的聚氨酯脲和聚脲中脲羰基的氢键化程度较低, 软段和硬段间的相混合程度较好; 同时它们具有更好的拉伸强度、硬度和撕裂强度, 但断裂伸长率较低. EDA和HDA扩链的聚氨酯脲和聚脲相比, 两者性能相差不大. 聚氨酯脲的脲羰基较完善氢键化程度以及整个氢键化程度都比聚脲的要低, 同时聚氨酯脲的吸水率也较低.     

环氧改性水性聚氨酯乳液的制备及其膜性能

以聚己内酯二元醇(CAPA)为软段,异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和六亚甲基二异氰酸酯(HDI)为硬段,环氧树脂E-44为大分子交联剂,经相转化法合成了一系列环氧树脂改性负离子水性聚氨酯(EPPU)自乳化乳液,并制备了改性水性聚氨酯的固化膜.通过FTIR、TGA及接触角、力学性能测试对聚合物结构及其膜性能进行了研究.通过原子力显微镜(AFM)观察膜表面形态和表面粗糙度.乳液粒径及粒径分布通过动态激光光散射法(DLLS)测定.FTIR分析表明环氧树脂的羟基和环氧基都参与了发应.TGA表明,环氧树脂的加入可以提高聚氨酯的热稳定性.随着w(E-44)增大,改性聚氨酯膜的拉伸强度得到改善,断裂伸长率减小.随着w(E-44)增大,乳液粒径增大,薄膜的接触角增大,改性后的PU膜表面光滑度下降,拒水性增强.     

丙烯酸酯改性水性聚氨酯/纳米二氧化硅复合材料的制备和性能

利用原位聚合伴随溶胶-凝胶进行的过程,合成了丙烯酸酯改性聚氨酯(PUA)/纳米SiO₂(PUAS)复合乳液。 通过纳米粒度仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜和热重分析仪等技术手段表征了复合乳液及胶膜的结构和性能。 结果表明,纳米SiO₂能够均匀地分散在复合材料中,随着原料中前驱体正硅酸乙酯(TEOS)质量分数的增加,复合乳液粒径有所增大,胶膜力学性能和热稳定性明显提高。 当TEOS质量分数为8%,胶膜拉伸强度达到16.8 MPa,邵氏硬度A达到94,最大分解速率温度提高到416 ℃,且胶膜耐水性明显改善,吸水率降低到2.1%。     

侧链为光敏感基团的可生物降解聚氨酯的合成及表征

设计合成2-甲基-2-肉桂酰氧甲基-1,3-丙二醇(MCO)作为扩链剂,并以聚乳酸二醇(PLA diol)为软段,异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和MCO为硬段制备了一系列侧链含有肉桂基团的可生物降解聚氨酯.结果表明MCO具有较高的反应活性,可满足制备高分子量聚氨酯的要求.聚氨酯结构中的肉桂双键可在紫外光和光引发剂的共同作用下,发生快速的交联反应,短时间内形成交联结构.软段结构相同时,凝胶含量随MCO含量的增加而增加.硬段结构相同时,凝胶含量随软段分子量的增加而减少.适度的交联可提高拉伸强度和形变回复率.     

阻燃型聚乳酸基聚氨酯的合成与表征

以聚乳酸二醇、六次甲基二异氰酸酯和二溴新戊二醇设计合成出一系列阻燃型聚乳酸基聚氨酯。 通过核磁、凝胶色谱和红外等表征了材料的结构性能。 结果表明,二溴新戊二醇作为扩链剂可满足制备高相对分子质量聚氨酯的要求,材料的热学性能随聚乳酸二醇相对分子质量和硬段质量分数的增加而增加。 同时该类聚氨酯具有较好的力学性能,拉伸强度在50 MPa附近,接近工业级别的聚乳酸。 材料的阻燃性能随着溴质量分数的增加而增强。 当溴质量分数为8.6%,聚氨酯的极限氧指数(LOI)为28,属于难燃级别材料。     

四甲基苯二甲基二异氰酸酯基水性聚氨酯的合成和性能

采用四甲基苯二甲基二异氰酸酯、聚酯二元醇和二羟甲基丙酸为原料,合成了一系列具有不同异氰酸根与羟基摩尔比（n(-NCO)/n(-OH)）的聚氨酯乳液。 研究了n(-NCO)/n(-OH)对水性聚氨酯性能的影响。 结果表明,当该比值增加时,乳液的粒径增大,分布变宽,结晶性降低,耐热性下降,耐水性能呈现降低的趋势。 当异氰酸根与羟基摩尔比为3时,四甲基苯二甲基二异氰酸酯基水性聚氨酯的乳液粒径为10～30 nm,膜的分解温度达到275 ℃,24 h吸水率低于10%。     

水性聚氨酯荧光材料的制备及其荧光性能

将4-胺基-4′-(N,N-二苯基氨基)-1,2-二苯乙烯(ADAS)溶解于N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中后分别以混合和接枝的方式引入水性聚氨酯,制备了不同软段和扩链剂的水性聚氨酯荧光材料(FWPU)。采用傅里叶变换红外光谱、荧光光谱表征了FWPU的结构和荧光性能。结果表明:水性聚氨酯的软段和扩链剂结构均可影响FWPU的荧光强度;与溶解同样浓度ADAS的DMF溶液相比,混合法制备的FWPU其荧光强度最大可以增加76倍,接枝法制备的FWPU最大可增加47倍。     

软段含离子的含氟水性聚氨酯的制备

以单羟基氟碳链一元醇为有机氟改性剂,将含氟基团引入聚氨酯主链中,通过分子设计的方法制备出软段含有离子基团的有机氟阴离子型水性聚氨酯。 比较了传统水性聚氨酯、硬段含氟的水性聚氨酯和软段含氟的水性聚氨酯在合成方法、耐水性、 热稳定性以及结晶性方面的差异;实验证明了软段含氟聚氨酯的水性聚氨酯的性能最为优良。 通过红外光谱的表征确定了氟化聚氨酯的结构,并证明了含氟基团的引入对聚氨酯软硬段间氢键作用的影响;水接触角由73°增加至107°,吸水溶胀率降低了66%,胶膜耐水性提高;热重分析结果表明,含氟聚氨酯的最大热失重温度提高了30 ℃,热稳定性增加;广角X射线衍射结果表明,胶膜的结晶度增加,结晶形式发生了微小程度的转变;扫描电子显微镜结果证明存在不均匀的多相结构。