Preparation and Flame Retardancy of Polyurethane/POSS Nanocomposites

Polyurethane/polyhedral oligomeric sisesquioxane (PU/POSS) nanocomposites were syn-thesized via polymerization utilizing the compatibility between POSS nanoparticles and 4,4'-diphenyl methylene diisocyanate. Scanning electron microscope images and Fouriertransform infrared spectra revealed that POSS nanoparticles were dispersed in PU matrix.Thermal gravimetric analysis was employed to investigate the thermal decomposition be-havior of PU/POSS nanocomposites at elevated temperatures. Then fire performance wasevaluated by limiting oxygen index, underwriters laboratories 94 testing and char residue morphology. These results showed that the addition of POSS promoted the formation of char residues which were covered on the surface of polymer composites, leading to the im-provement of thermal stability and flame retardancy.     

聚氨酯分子印章的制备和表征

“软平板印刷”微结构制备技术为微米和亚微米器件的制备提供了一条新的途径 [1] ,已被电子学家和材料学家所应用 ,近年来进入了生物学领域[2 ] .本实验室将这一方法与生物分子电子学相结合 ,提出了用于 DNA芯片在片合成的分子印章法 [3,4 ] .分子印章法的实质是接触压印与组合化学相结合的固相界面反应 .聚二甲氧基硅氧烷 ( PDMS)是一种软印刷的优良材料 [5] ,但是由于其疏水性和较差的机械性能 ,必须对其进行改性才能用来制备 DNA分子印章 [6 ] .　　聚氨酯作为一种功能材料 ,由于分子中交替的软、硬链段及其不同的热动力学性能而形成…     

细胞相容性聚氨酯的合成及其细胞相容性研究

在紫外光和过氧化氢的共同作用下,过氧化氢基团被引人到聚氨酯膜(PU)表面.将丙烯酸羟乙酯(HEA)吸附于氧化后的PU膜表面,在紫外光下实现了膜表面的接枝,并考察了接枝膜的表面性能.人体脐带静脉内皮细胞粘附和生长的研究表明,HEA接枝后的PU表面细胞粘附率显著提高,细胞的生长速率加快,增值率提高.     

改性纳米炭黑/聚氨酯复合物的制备及表征

利用有机硅偶联剂改性的纳米炭黑和聚氨酯制备了纳米炭黑/聚氨酯复合物. 采用红外光谱、透射电镜、流变学及力学性能等测试方法对纳米粒子及其聚氨酯复合物进行了表征. 红外光谱表明, 纳米粒子的存在使聚氨酯的氢键结构发生了改变. 适量改性纳米炭黑粒子明显提高了聚氨酯的拉伸强度和断裂伸长率等力学性能. 流变学测试结果表明, 溶液中改性纳米炭黑粒子与聚氨酯分子间存在明显的相互作用.     

聚氨酯/Al2O3纳米复合材料的制备和性能

采用原位聚合法制备聚氨酯(PU)/Al2O3纳米复合材料.DSC和FT-IR测试结果表明:PU/Al2O3纳米复合材料中的氨酯羰基氢键化程度和硬段的有序化程度较纯PU低,且PU软硬段间有更好的相混合程度;TEM照片显示:Al2O3以纳米尺寸较均匀地分散在PU体系中,且纳米Al2O3粒子与PU基体有较强的界面作用;力学性能测试结果表明:少量纳米Al2O3粒子的加入,对PU材料有很好的增强和增韧效果.     

氧化铅@碳纳米复合材料的制备与表征

以淀粉为碳源, 高温碳化含有硝酸铅的淀粉干凝胶, 制备了氧化铅@碳纳米复合材料,氧化铅颗粒无团聚, 粒径可调, 近于单分散, 且分布均匀, 可作为铅酸电池的电极材料, 有望提高其充放电性能和使用寿命.     

MMM分子筛的制备与表征

 以碱溶液处理ZSM－5分子筛，得到了含微孔及介孔的MFI结构分子筛（简称MMM），并采用XRD，XRF，SEM，XPS和低温氮吸附等技术对分子筛进行了表征．结果表明，通过改变处理碱的浓度可以得到具有不同物化性能的MMM分子筛，其化学组成、介孔及微孔的大小和多少，及分子筛晶体上n（Al）／n（Si）均随碱浓度的变化而变化，随着碱浓度的增加，分子筛部分微孔结构遭到破坏，介孔的数量增加，孔径增大，n（Al）／n（Si）增大．碱处理脱硅的过程包括脱除晶粒间的无定形物质，脱除分子筛表面的硅及脱除分子筛体相硅等步骤，硅脱除以后形成了介孔．     

Thermal Degradation Kinetics of Polyurethane/Organically Modified Montmorillonite Clay Nanocomposites by TGA

Polyurethane (PU) has been prepared by using polyether polyol (jagropol oil) and 1,6- hexamethylene diisocyanate (HMDI) as a cross-linker. The organically modified montmorillonite clay (MMT) is well-dispersed into urethane matrix by an in situ polymerization method. A series of PU/MMT nanocomposites have been prepared by incorporating varying amounts of nanoclay viz., 1, 3, 5 and 6 wt %. Thermogravimetric analysis (TGA) of the PU/MMT nanocomposites has been performed in order to establish the thermal stability and their mode of thermal degradation. The TGA thermograms exhibited the fact that nanocomposites have a higher decomposition temperature in comparison with the pristine PU. It was found that the thermal degradation of all PU nanocomposites takes place in three steps. All the nanocomposites were stable up to 205°C. Degradation kinetic parameters of the composites have been calculated for each step of the thermal degradation processes using three mathematical models namely, Horowitz–Metzger, Coats–Redfern and Broido's methods.     

有机硅/蒙脱土复合改性聚氨酯弹性体的制备和性能

采用先将聚醚三元醇N330与有机蒙脱土(OMMT)研磨,制得N330/OMMT复合物,再将其与有机硅改性聚氨酯的预聚体混合的方法,以二甲硫基甲苯二胺(DMTDA)为固化剂,制备了有机硅/蒙脱土复合改性聚氨酯弹性体,并用FTIR对产物结构进行了表征.XRD和TEM表明,蒙脱土片层被撑开,并分散在基体中;SEM显示,加入蒙脱土后,有机硅与聚氨酯之间的相容性提高;TGA表明,有机硅和OMMT共同改性聚氨酯后,其耐热性比有机硅单一改性聚氨酯有所提高,并在OMMT含量为5 wt％时提高最大;DSC数据表明,在OMMT含量为5 wt％时,有机硅/蒙脱土复合改性聚氨酯弹性体的Tg明显升高.复合改性材料具有良好的表面性能和力学性能,其拉伸强度、断裂伸长率和硬度在OMMT含量为3 wt％时达到最大值.     

环氧丁羟型聚氨酯弹性体的制备与性能

以间氯过氧苯甲酸(mCPBA)为氧化剂对降解法制备的端羟基聚丁二烯(DHTPB)中的部分双键进行环氧化改性,通过控制mCPBA和双键的比例制得具有不同环氧率的环氧化端羟基聚丁二烯(EHTPB),经1H-NMR分析测试表明EHTPB的环氧率分别为5%、10%和15%,与设计值基本一致.进一步以EHTPB为多元醇、4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)为异氰酸酯、1,4-丁二醇为扩链剂制备了环氧丁羟型聚氨酯弹性体(EPU),并对其性能进行了测试,研究结果表明:丁羟胶的环氧化改性对聚氨酯弹性体的力学性有着一定的提升作用,其杨氏模量和拉伸强度随环氧率的上升而提高,而断裂伸长率则随环氧率的上升有所下降;环氧丁羟型聚氨酯弹性具有优异的弹性恢复能力;环氧化改性后,聚氨酯弹性体的热稳定性有一定程度的提高;聚氨酯弹性体的玻璃化转变温度随环氧率的上升而升高.     

Preparation and Properties of the Polyurethane Resin Modified by Rosin Glycerin Ester

为提高聚氨酯树脂的耐热性能和对颜料的润湿分散性能,采用松香甘油酯多元醇对聚氨酯进行改性。实验首先合成了松香甘油酯多元醇,然后将松香甘油酯与异氰酸酯基团发生化学反应,得到松香甘油酯改性聚氨酯树脂。通过红外光谱（FT-IR）、热重分析（TGA）及接触角仪对聚氨酯树脂的结构和性能进行表征,并对所配制的油墨的细度、粘度等指标进行检测。结果表明：松香甘油酯引入聚氨酯可显著提高聚氨酯的热稳定性和对酞菁蓝颜料的润湿分散性,聚氨酯的失重5％热分解温度由305．2℃提高至329．8℃;改性聚氨酯树脂对P．B54;1蓝颜料接触角为37．8°,油墨细度可达10mμ,油墨具有良好的流动性、稳定性和附着牢度。     

基于聚氨酯的磁性碳化泡沫的制备及其吸油性能研究

以废弃聚氨酯泡沫(PUF)为原料,在其表面依次修饰聚丙烯酸(PAA)、Fe~(3+),然后在230℃条件下,通过高温碳化处理,制备了具有多孔结构的磁性碳化泡沫材料.用光学显微镜、红外吸收光谱(FTIR)、X-射线衍射(XRD)、接触角对磁性碳化泡沫进行表征.详细考察了AA含量、Fe~(3+)浓度对材料吸附容量、吸附速率的影响.材料具有明显的亲油、疏水特性,对各种有机溶剂和油类分子吸附容量都在10 g/g以上,而且在5 min内就可吸附饱和,同时材料密度小,可漂浮于水面对有机溶剂进行快速吸附,并通过外界磁场实现快速分离.因此,该材料在原油泄漏处理、油水分离、油田采出液处理、工业污水净化等领域具有重要的应用价值.     

聚吡咯/多壁碳纳米管及其聚氨酯导电复合材料的制备和性能

以羧基化多壁碳纳米管(MWCNTs)做模版剂,采用化学氧化法将吡咯(Py)在羧基化MWCNTs表面聚合制备PPy/MWCNTs导电材料,将其添加到溶剂型聚氨酯(PU)溶液中制备了PPy/MWCNTs/PU导电复合材料,研究了Py用量对PPy/MWCNTs及其PU复合材料性能的影响.研究表明,随Py用量的增加,PPy/MWCNTs的长度不变,管径增大,sp~2和sp~3杂化C含量先提高后减少,N的掺杂梯度降低,PPy/MWCNTs的导电率高于羧基化MWCNTs和PPy.当Py用量为羧基化MWCNTs的20%时,其导电率最大.PPy/MWCNTs中N元素的掺杂程度及其管径变化是引起PPy/MWCNTs/PU复合材料的性能不同的主要原因.增加Py用量,MWCNTs中亲水的羧基因对PPy掺杂而消耗,相同导电材料用量时纳米导电粒子数目相对减少,PPy/MWCNTs/PU复合材料的耐水性能提高,定向应力、储能模量和玻璃化温度降低,导电率先增加后减小.当Py用量为羧基化MWCNTs的15%时,导电率最大.     

NMR Microscopy and Image Processing for the Characterization of Flexible Polyurethane Foam

NMR tomography in material science? Three-dimensional images with a spacial resolution of 10 μm are now possible for porous, liquid-containing materials with NMR microscopy. They can be processed further with image evaluation methods and used, for example, for the characterization of open-cell foams (see illustration).     

羧基甜菜碱型两性离子聚氨酯水凝胶的制备及水下抗原油黏附性能

通过4-溴丁酸乙酯和N-甲基二乙醇胺之间的亲核取代反应制备得到季铵离子型二元醇. 以季铵离子型二元醇与六亚甲基二异氰酸酯(HDI)三聚体为基本原料, 通过聚加成反应制备得到聚氨酯预聚体. 进一步经碱性水解等过程后制备得到不同水解时间的羧基甜菜碱型两性离子聚氨酯水凝胶(CBPU). 结果表明, 水解 60 min后的羧基甜菜碱型两性离子聚氨酯水凝胶不仅具有较好的机械性能, 而且对十六烷、 煤油、 石油醚、 异辛烷甚至原油的水下油接触角(UOCA)均达160°以上, 水下油黏附力均为0. 该羧基甜菜碱型两性离子聚氨酯水凝胶在防油涂层、 油水分离膜以及防污减阻等方面均具有重大的应用前景.     

膨润土纳米复合材料的制备、表征及吸附性能研究

用有机螯合剂(CA)和十六烷基三甲基溴化铵(HDTMAB)共同改性膨润土(IMB)，制得一系列膨润土纳米复合材料IMB-HDTMA-CA。X射线衍射(XRD)、热分析(TG-DTA)、红外光谱(FTIR)以及N₂-吸附脱附技术等研究发现，HDTMA⁺和CA已稳定柱撑在膨润土的片层结构中，其层间距增大、比表面积减小而疏水性增强。吸附实验表明，IMB-HDTMA-CA能协同吸附水中有机物对硝基苯酚(PNP)和重金属镉(Cd²⁺)。对水中对硝基苯酚的吸附源于PNP在膨润土层间有机相中分配作用的增加，其吸附容量和膨润土内有机碳含量和层间距大小一致，而与比表面积无关，依次为IMB-HDTMA-TEPA>IMB-HDTMA-TETA>IMB-HDTMA-En>IMB-HDTMA 》IMB；FTIR图谱显示，IMB-HDTMA-CA吸附Cd²⁺后的N-H吸收峰向低频方向移动，其吸附能力和所形成配合物的稳定性一致。     

基于聚丙交酯的光固化型可生物降解聚氨酯丙烯酸酯的合成和表征

基于聚醚酯的聚氨酯丙烯酸酯具有应用于组织工程支架材料及相关生物医用材料的潜力,研究其可生物降解性及影响因素非常重要.聚醚酯是由PEG(Mw=400)引发L-丙交酯开环聚合而得到的PLLA-PEGPLLA(PLEL)嵌段共聚物.它与二异氰酸酯(异佛尔酮二异氰酸酯和六亚甲基二异氰酸酯)反应,并用甲基丙烯酸羟乙酯封端,得到聚氨酯丙烯酸酯低聚物,然后通过紫外固化得到聚氨酯丙烯酸酯材料(PUA).用NMR和GPC对PLEL二醇和预聚物进行了组成和分子量表征,用DSC和DMA对PUA进行了结构和物理性能表征以及用接触角、吸水率和质量分析方法对材料的亲水性和降解性能进行了表征.结果发现,随着PLLA疏水链段变长,PLEL软段分子量增大,材料的亲水性降低,交联度和降解速率变小.相同的软段,基于硬段HDIHEMA的PUA材料比IPDI-HEMA的PUA有较低的T_g,较高的亲水性和降解速率.因为IPDI有环状结构,降低了PUA与水的相互作用.在3种不同降解条件下,氧化降解速率最高,酶解的速率高于水解.PUA材料的氧化降解速率取决于软段中PEG的含量,PLEL1000-HDI中PEG含量最高,其氧化降解最快,13周内失重率达到82.6%.     

聚硅氧烷与纳米SiO_2复合改性光固化水性聚氨酯的制备与性能

以聚碳酸酯二元醇(PCD)和羟基封端的聚二甲基硅氧烷(PDMS)为软段、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为硬段,在乳化过程中引入纳米SiO_2,制得光固化水性聚氨酯纳米复合乳液。采用纳米粒度仪、SEM、光学接触角测量仪、电子拉力机等对复合乳液和复合膜的结构与性能进行了表征。研究结果表明:纳米SiO_2相互接触,形成了连续的纳米SiO_2网状结构贯穿于整个聚合物基体中;PDMS与纳米SiO_2的复合引入使复合膜杨氏模量、拉伸强度、断裂伸长率、表面疏水性及耐水性均得到显著提高。