热塑性聚氨酯弹性体的制备及性能

采用一步法、以不同分子量的聚醚、二异氰酸酯、扩链剂为原料，通过调整原材料的比例来控制弹性体的硬段含量，得到不同硬段含量的综合性能较好的聚氨酯热塑性弹性体。采用GPC法对所制备的部分热塑性弹性体进行表征，经过数据处理得到所制备的热塑性弹性体的数均分子量及分散指数在文献报道的范围内。所得的GPC谱图峰形基本对称，并且没有杂质峰出现，说明体系的反应比较完全。     

FTIR和^1H NMR法研究嵌段聚氨酯的结构

用１，４－丁二醇，乙二胺及二者的混合物为扩链剂，合成了嵌段及嵌段支化型聚氨酯。用ＦＴＩＲ和＾１Ｈ ＮＭＲ法研究了含不同扩链剂的嵌段聚氨酯大分子的支化，并通过积分半定量法考察了配料比与支化率之间的关系。     

对苯二甲酸丁二酯-ε-己内酯多嵌段共聚物中硬链段的受限结晶

用差示扫描量热法（DSC）,广角X射线衍射（WAXD）,傅立叶变换红外光谱（FTIR）等技术研究了对苯二甲酸丁二酸－ε－己内酯多嵌段共聚物中硬链段的受限结晶。结果表明,PBT－PCL共聚酯中软硬链段在非晶区的混容性比较好,不同组成的样品均显示出一个玻璃化转变温度;对硬段含量超过50％的共聚物来说,硬链段可以结晶,而软链段不能结晶;由于硬链段的受限特点,BT硬链段的结晶受软链段的影响和制约,其结晶能力随硬段序列长度的增加而逐渐增大。     

13C及29Si核磁共振研究苯乙烯-二甲基硅氧烷嵌段共聚物的弛豫及分子运动

用¹³C及²⁹Si核磁共振研究了苯乙烯(S)及二甲基硅氧烷(Si)嵌段共聚物中硅氧烷软段的固体及溶液谱的自旋-晶格弛豫时间T₁。固态嵌段共聚物主链²⁹Si及侧甲基¹³C的T₁都与均聚物的T₁相近,但在CdCl₃溶液中各种嵌段共聚物的T₁与均聚硅氧烷相差颇大。用偶极-偶极相互作用来解释高聚物的自旋-晶格弛豫。苯乙烯-二甲基硅氧烷嵌段共聚物具两相结构,所以嵌段共聚物中软段及硬段微区中链段的运动与在均聚物分子中链段的运动模式基本相同。而CdCl₃对聚苯乙烯或聚硅氧烷都是良溶剂,软段硬段之间有相互影响。所以其链段运动与均聚物不同,从而导致链段运动的相关时间τ_c变短和T₁的增长。     

聚氨酯的FTIR光谱与热分析研究

采用原位傅里叶变换红外光谱法,研究了聚酯型聚氨酯和聚醚型聚氨酯在空气气氛中从室温到400 ℃之间的热解反应,实时考察了其在不同温度条件下分解残留物的基团特性。利用热分析技术考察了它们在不同气氛下从室温到700 ℃之间的热解反应。探讨了在有氧条件下的热解反应机理。结果表明聚酯型聚氨酯在空气中存在硬段和软段先后分解的两个阶段,而聚醚型聚氨酯则是硬段与软段同时分解。热分解结果也显示,硬段相同的聚氨酯,聚酯型聚氨酯的起始失重温度高于聚醚型聚氨酯,显示聚酯型的热稳定性强于聚醚型。同时聚氨酯在空气中的起始失重温度比在氮气中提前,说明氧气的存在能促进聚氨酯主链上C—C和C—O键的断裂。     

聚酯聚氨酯分子动力学的核磁共振研究

测量了对聚酯聚氨酯在浓溶液状态下质子自旋-晶格弛豫时间随温度的变化,对其中有代表性的基团进行了详细的研究,根据BPP理论用各向同性模型计算分子局部运动的相关时间,从计算结果来看,聚酯聚氨酯的局部分子运动是符合BPP理论的,硬链段的局部分子运动比软链段的局部分子运动要慢得多,两者相差至少一个数量级以上;质子的自旋-晶格弛豫时间主要是偶极-偶极作用的影响;强烈的氢键有相互作用使得硬链段基因的局部运动相关时间接近;通过形成氢键不同的NH峰的相关时间和活化能的观察可以研究软、硬段间的相互作用。     

嵌段共聚物微相分离的统计热力学

嵌段共聚物微相分离的统计热力学,是与近二十年来高分子科学和工业中一项引人注目的成就密切相关的.五十年代末,Szwarc[1]发明了活性阴离子聚合.六十年代中期。这一发明被成功地用于嵌段共聚物的制备,例如,由苯乙烯S与丁二烯B,通过阴离子聚合可形成二嵌段(SSS…SBBB·B,简记为SB)或三嵌段(SSS…SBBB…BSSS…S。简记为SBS)的嵌段共聚物.这些共聚物具有优良的弹性体的性能.特别是,由于共聚物中聚苯乙烯(PS)和聚丁二烯(PB)的不相容性,它们之间会产生微相分离(图1).这样,处于玻璃态的PS微区就使处于高弹态的PB 链形成了网格结构,…     

聚氰丙基甲基硅氧烷-聚脲嵌段共聚物的NMR表征及研究

用高分辨NMR对聚甲基硅氧烷-聚脲嵌段共聚物以及聚氰丙基甲基硅氧烷-聚脲嵌段共聚物结构进行表征,对NH形成的各种氢键进行详细的研究,同时观察了氢键在力学性能中的作用,结果发现氢键强烈地影响着力学性能。用固体¹H宽线研究这类材料的相分离状况,并总结影响相分离的因素。保持硬段含量不变,增加软段分子量使相分离程度增加;保持软段分子量不变,增加硬段含量使相分离程度降低。软、硬段之间的相互作用(如氢键)使相分离程度降低。     

聚氰丙基甲基硅氧烷—聚脲嵌段共聚物的NMR表征及研究

用高分辨NMR对聚甲基硅氧烷-聚脲嵌段共聚物以及聚氰丙基甲基硅氧烷-聚脲嵌段共聚物结构进行表征,对NH形成的各种氢键进行详细的研究,同时观察了氢键在力学性能中的作用,结果发现氢键强烈地影响着力学性能。用固体~1H宽线研究这类材料的相分离状况,并总结影响相分离的因素。保持硬段含量不变,增加软段分子量使相分离程度增加;保持软段分子量不变,增加硬段含量使相分离程度降低。软、硬段之间的相互作用(如氢键)使相分离程度降低。     

氘化聚酯型聚脲氨酯弹性体的红外光谱研究

用红外光谱法对基于4,4′－二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）、乙二胺（ED）和聚己二酸丁二醇酯（PBA）的嵌段聚酯型聚脲氨酯（PUU）弹性体及其氚化产物进行了研究。结果表明氚化反应对PUU中涉及PUU中涉及氢键化N－H振动红外吸收光谱带的影响较大,受氚化影响较大的那些谱带分别在3332,3190,1600,1539,1317,1257和1230cm^-1附近。另外也发现不同硬段含量和不同聚酯软段分子量的PUU受氚化影响的程度基本相似。     

嵌段聚酯型聚脲氨酯弹性体的红外光谱研究

用红外光谱法对基于4,4′－二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）、乙二胺（ED）和聚己二酸丁二醇酯（PBA）（分子量分别为1975和1228）的嵌段聚脲氨酸（PUU）弹性体进行了研究。首先归属了PUU的红外吸收谱带,并对前人已经归属过的1600、1317、1520和1230cm^-1谱带提出了新的看法。氚化和变温技术的使用为上述红外谱带的归属和氢键化研究提供了可靠的理论依据。研究结果表明氢键化主要发生在硬段聚集区中,少量的氢键在软、硬段之间的界面上形成,由此推断PUU材料是相分离的。     

聚合物电光调制器的热稳定性研究

聚合物波导器件的稳定性是影响其实用化的一个关键问题。聚合物波导器件的热稳定性是由波导层(聚合物材料)的热稳定性决定的。采用侧链型和交联型聚氨酯材料分别制成波导电光调制器研究波导器件的热稳定性,热稳定性的判断依据是通过对聚合物调制器升温过程中测量器件的电光性能的变化。研究结果显示两种器件在常温时具有相同的电光性能,在器件升温过程中发现交联型聚氨酯调制器比侧链型聚氨酯调制器有优异的热稳定性。     

基于TG-FTIR与XPS的硬质聚氨酯泡沫/膨胀石墨复合材料阻燃机理研究

采用热重-傅里叶红外光谱(TG-FTIR)研究硬质聚氨酯泡沫(RPUF)和硬质聚氨酯泡沫/膨胀石墨复合材料(RPUF/EG)燃烧过程中气相产物生成及变化规律,采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线光电子能谱仪(XPS)研究其炭渣的微观形貌、元素组成及键合状态,结合阻燃性能测试阐明RPUF/EG复合材料阻燃机理。SEM分析表明RPUF/EG复合材料燃烧后炭渣中存在大量"蠕虫状"结构。TG-FTIR分析表明RPUF/EG复合材料热解分为两个阶段,第一个阶段对应于聚氨酯分子链硬段的降解,第二个阶段对应于聚氨酯分子链软段的降解,降解产物有异氰酸酯化合物、胺类化合物、碳氢化合物、芳香族化合物、 CO、 CO_2以及酯类化合物, RPUF/EG硬段降解产物强度高于PRUF的降解。XPS分析表明RPUF炭渣中C, N和O元素含量分别为77.63%, 10.30%和12.07%, RPUF/EG30炭渣三种元素含量分别为82.18%, 9.18%和8.35%。在此基础上,通过对C元素的分峰拟合发现RPUF炭渣中C—C/C—H, C—O/C—N和CO/CN含量分别为51.38%, 38.89%和9.73%, RPUF/EG30炭渣中三种结构含量分别为53.99%, 37.62%和8.39%,说明膨胀石墨的加入有利于聚氨酯分子链中C元素形成稳定石墨碳结构,从而有利于形成致密炭层;通过对N元素的分峰拟合发现RPUF炭渣中—NH—和N结构含量分别为49.06%和50.94%, RPUF/EG30炭渣中—NH—和N结构含量分别为43.96%和56.04%,说明膨胀石墨的加入有利于聚氨酯分子链中N元素形成稳定芳杂环结构,从而形成致密炭层;通过对O元素的分峰拟合发现RPUF炭渣中O,—O—和O_2/H_2O三种结构含量分别为19.30%, 16.72%和63.98%, RPUF/EG炭渣中三种结构含量分别为25.57%, 36.60%和37.83%,进一步说明RPUF/EG炭渣致密性明显提高。综合TG-FTIR, XPS和SEM分析,结合阻燃性能测试可以得出RPUF/EG复合材料阻燃机制:膨胀石墨粒子在燃烧过程中膨胀形成"蠕虫状"结构,其释放的酸性气体促进了聚氨酯分子链硬段的降解,并且促进聚氨酯分子链中C和N等元素形成致密炭层,上述致密炭层与"蠕虫状"结构一起覆盖在燃烧区域表面,有效抑制燃烧区域物质以及能量的输运,从而达到阻燃目的。以上研究为揭示膨胀石墨阻燃机理,拓展其在相关领域的使用提供了实验基础和理论依据。     

脂肪族聚氨酯的红外光谱和氢键

合成了一种新的聚脂型脂肪族多嵌段聚氨酯(ASPU)系列样品。分析了ASPU的红外光谱特点,着重明确了与氢键有关的红外光谱归属,并研究了氢键分布与硬段含量的关系。发现ASPU的红外光谱与相应芳香族聚氨酯的明显不同,ASPU显示出与结晶有关的谱带,且氢健主要在硬段间形成,但硬段含量对氢键分布有一定影响,这与ASPU软硬段相容性差和相分离程度高是一致的,并更有利于硬段的结晶。还研究了不同溶剂成膜的光谱变化。     

主链型手性液晶弹性体（特邀）

主链型手性液晶弹性体是一类具有周期性纳米结构的软光子晶体,包括一维胆甾相液晶弹性体和三维蓝相液晶弹性体,不仅可以选择性反射圆偏振光,还能够灵敏地响应外界环境的变化,在自适应光学、变色伪装、信息加密和智能隐身等领域有着广泛的应用前景。随着新型材料体系和先进制备技术的发展,研究人员近年来提出了多种不同的策略,设计和制备具有手性纳米超结构的液晶弹性体,并深入研究了手性液晶弹性体的性能及潜在应用。本文系统综述了主链型手性液晶弹性体的设计、制备和应用进展,重点介绍了一维胆甾相液晶弹性体的平行取向法、各向异性挥发法、刮涂法、3D打印,以及无需额外取向的蓝相液晶弹性体三维纳米自组装方法,并总结讨论了主链型手性液晶弹性体存在的挑战以及未来发展方向。     

受限壁的选择性对软受限下星形三嵌段共聚物形貌的影响

基于嵌段共聚物在软受限条件下能够自组装形成很多有序结构,在催化、电子器件、光学传感等领域有广泛的应用价值,目前只对线性三嵌段共聚物在软受限下的自组装形貌做了分析,对星形三嵌段共聚物在软受限下的自组装行为还未有一个统一的定论.在这项研究中,应用模拟退火来研究ABC星形三嵌段共聚物在软受限下的自组装行为,嵌段与溶剂没有选择性下(中性壁),通过调整三个嵌段(f_A、f_B和f_C)的体积分数来构建相图,我们的模拟预测了各种独特的自组装纳米结构,包括薄片+球形、圆柱状,穿孔层,薄片+圆柱体,核壳补丁.然后通过改变嵌段与溶剂的选择性预测了链长度比为1:x:1的共聚物粒子形貌.通过计算接触数、均方根末端距与平均链长的比值以及平均键长随x的变化,验证了形貌转变机制.     

反应堆辐照后聚氨酯材料的性能和结构变化

聚氨酯具有许多优异性能，如耐磨损、耐油、耐撕裂、耐化学腐蚀、与其他材质黏结性好、高弹性和吸震能力强等。该课题完成了聚氨酯支撑材料的堆照实验，在残余放射性达到自然本底后取出聚氨酯材料，对聚氨酯材料进行气相色谱（GC）、动态力学性能（DMA）、压缩性能和正电子湮没（PAL）等分析研究，探讨了聚氨酯材料的性能和结构变化规律。     

硅氧烷改性水性聚氨酯的制备及性能

用聚氧化丙烯二醇、聚醚接枝聚硅氧烷、甲苯二异氰酸酯、二羟甲基丙酸和1,4丁二醇进行聚合,并通过三乙胺直接水乳化法合成了一种新型硅氧烷改性的透明且稳定性好的水性聚氨酯乳液.用Fourier变换红外光谱、化学分析电子能谱、接触角仪、电子拉力试验机以及乳液稳定性测试对其进行研究,测试表明乳液稳定性好,聚硅氧烷链段已被化学键入聚氨酯分子链中,硅氧烷在乳胶膜表明富集,对聚氨酯材料有明显的表面改性作用.研究结果还表明,经少量硅氧烷改性的聚氨酯材料本体的力学性质变化不大,仍然是一种很好的弹性体.随着硅氧烷含量的增加,抗张强度提高,但断裂伸长率有所减小.     

红外光谱法研究聚脲氨酯的取向行为

利用红外二向色性研究了聚脲氨酯中软、硬段及界面层的取向行为。证明了软、硬段处于完全不同的结构形态中。在较低拉伸水平时,硬段主要垂直于拉伸方向取向;在较高拉伸水平时,则转到沿拉伸方向取向。软段和界面则始终沿拉伸方向取向。     

尼龙1010—聚四氢呋喃多嵌段共聚物的ESCA研究

尼龙１０１０－聚四氢呋喃多嵌段共聚物（ＰＡ－ＰＴＭＧ）是一种性能良好的聚合物。本文用Ｘ射线光电子能谱（ＥＳＣＡ）和计算机分峰技术研究了不同软硬段分子量的ＰＡ－ＰＴＭＧ的表面化学组成，进行了试样ＥＳＣＡ谱峰归属的确定。结果表明，本体嵌段效果较好，但在样品表面上Ｏ／Ｎ原子比大于体相Ｏ／Ｎ原子比，即软段富集于表面，并且分相程度高的试样较分相程度低的试样其软段在表面富集得更多。