脂肪族水性聚氨酯的动态力学行为研究

合成了一系列脂肪族水性聚氨酯 .考察了软段的组成、软段分子量及DMPA用量对产物动态力学性能的影响作用 .实验结果表明 ,软段的化学结构对水性聚氨酯的相态结构影响很大 .聚醚型水性聚氨酯具有较低的软段玻璃化转变温度 (Tgs) .聚醚型产物的微相分离程度高于聚酯型产物 .当采用聚酯和聚醚二元醇为混合软段时 ,Tgs随软段中聚醚含量的提高而逐渐降低 .提高DMPA用量 ,软段玻璃化转变温度Tgs移向低温区 ,硬段玻璃化转变温度Tgh移向高温区 ,说明体系的微相分离程度加大 .当软段分子量较低时 ,产物为半相容结构 ,只有一个主转变峰 ,软段的玻璃化转变以肩峰的形式出现 ;当软段分子量较高时 ,产物的微相分离程度较高 ,可以分别观察到软段及硬段的玻璃化转变 .总之 ,通过改变软段的种类、组成和分子量以及DMPA用量 ,可以大幅度地改变水性聚氨酯的形态结构 .     

改性羟基磷灰石/聚乳酸纳米复合材料的结晶行为

利用溶剂复合的方法制备了具有良好生物相容性的表面接枝聚(γ-苄基-L-谷氨酸)的改性羟基磷灰石/聚乳酸纳米复合材料, 并研究了其熔融与结晶行为. 结果表明, 聚乳酸的玻璃化转变温度为60.3 ℃, 而复合材料的玻璃化转变温度达到65.8 ℃, 不同样品在140 ℃等温结晶后, 改性羟基磷灰石/聚乳酸复合材料的球晶直径仅为聚乳酸(PLLA)球晶直径的16.7%~66.7%. 复合材料的熔点提高到184.4 ℃.     

不同硬段含量脂肪族聚脲的结构与性能研究

通过端氨基聚醚、异佛尔酮二异氰酸酯和异佛尔酮二胺反应 ,合成了一系列不同硬段含量的脂肪族聚脲 ,并用DSC和FTIR等考察了硬段含量对聚脲的微观结构与力学性能的影响 .研究结果表明 ,聚脲呈现部分微观分相的形态 ,随硬段含量增加 ,聚脲中软段和硬段间的相容性提高 ,脲羰基的氢键化程度增加 ,但软段的玻璃化转变温度变化不大 ;此外 ,材料的拉伸强度、撕裂强度和硬度等也随着硬段含量的增加而显著提高 .     

交联密度对脂肪族聚氨酯弹性体结构与性能的影响

采用异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)与聚醚二元醇、三羟甲基丙烷(TMP)和1,4-丁二醇反应制备了具有不同交联密度的脂肪族聚氨酯弹性体.研究结果表明,当聚氨酯弹性体的硬段含量为40 wt%时,随着TMP含量的增加,聚氨酯弹性体的交联密度线性增加.随着聚氨酯弹性体交联密度的提高,聚氨酯中硬段相的玻璃化转变温度由32℃降为2...     

聚氨酯硬链段球晶生长与软硬链锻混容性的关系

线型可溶性聚氨酯的硬链段结晶难以长成球晶 ,然而本实验室已经证明即使从熔体结晶硬链段也是能够长成球晶的 .研究了聚酯与聚醚型聚氨酯硬链段长球晶的规律 ,并发现聚氨酯硬链段长球晶的难易与聚氨酯软硬链段混容性密切相关 .动态力学分析 (DMA)与示差扫描量热 (DSC)实验表明聚ε 已内酯 (PCL)、聚已二酸丁二醇酯 (PTMA)、聚四氢呋喃 (PTMO)及聚环氧丙烷 (PPO)型聚氨酯的软硬链段混容性从前至后递减 .从熔体退火结晶时 ,聚氨酯硬链段长成球晶的退火温度范围是有限的 ,软硬链段混容性越好 ,聚氨酯硬链段能长成球晶的温度范围越窄 ,所需长的时间越长 .聚氨酯硬链段长球晶的下限温度取决于软硬链段间所存在的氢键作用 ,聚氨酯硬链段长球晶的上限温度与软硬链段混容性直接相关 .     

调控聚氨酯聚集态结构制备高性能介电弹性体

通过退火保温调控聚氨酯(TPU)的相结构、结晶结构和氢键结构,进而调控其模量和介电常数(ε’),提高TPU的电驱动性能.使用扫描电子显微镜(SEM)和小角X射线(SAXS)研究TPU的结晶结构,基于红外光谱对TPU的氢键变化进行半定量分析,使用原子力显微镜(AFM)研究TPU的微相分离结构.结果显示,退火温度和时间不同导致TPU的聚集态结构各异,对模量、ε’和电驱动性能产生了较为复杂的影响.低温(80℃)退火处理后,硬相分布于连续的软段相,且形成了较多软段结晶,相分离程度和氢键破坏程度提高.相比于高温(150℃)退火处理,低温退火后获得较高ε’的同时保持了较低的模量,从而产生较大电致形变.值得注意的是,低温退火条件下产生大范围的软段结晶,使得软段分子链之间排布紧密,导致TPU电击穿强度大幅度提升,得到具有高击穿强度、高电致形变的TPU介电弹性体材料. 80℃退火处理6 h后,TPU的电击穿强度从退火处理前的25 kV/mm提高至32 kV/mm,最大电致形变从0.77%提高至3.3%,提高4.3倍.     

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酯-ε-己内酯（PBT—PCL）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%的共聚酯来说,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。     

聚己内酯型聚氨酯在不同退火条件下的热行为研究

用DSC方法系统地探讨了不同硬段含量的聚已内酯型聚氨酯在各种退火温度下的退火诱导吸热峰的变化规律。实验发现,对于软、硬段都会结晶的样品,其硬段退火诱导有序受软段热行为的牵制;而对于只有硬段结晶的样品,在较低温度退火时,其退火诱导有序和软段的存在无关,而在较高退火温度时,软段的分子运动会对硬段的有序排列产生影响,同时退火诱导有序的平衡,比其样品的硬段结晶过程快得多。     

耐高温聚氨酯弹性体

简述了聚氨酯的结构以及与其它材料复合对改善聚氨酯弹性体耐热形变性能的影响.结构上从形成硬段和软段的原料出发,引入刚性结构,分别提高硬段和软段的耐温性,从而加强材料耐温性.聚氨酯分别与无机材料复合和有机材料复合,以及形成互穿网络结构,都可以提高聚氨酯复合材料的耐高温性能.     

嵌段聚酯型聚脲氨酯弹性体的热转变研究

用示差扫描量热法(DSC)研究了基于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)(M.W.1975和M.W.1228)两系列嵌段聚酯型聚脲氨酯(PUU)弹性体,并考察了这些材料在不同退火条件下软段结晶的热变化。结果表明:在这些弹性体中,PBA 1975系列具有比PBA1228系列更低的软段玻璃化温度,说明前者的相分离较好.软段T_(gs)和硬段T_(gh)对硬段含量的变化不敏感.退火样品的DSC结果表明:软段结晶具有两个吸热峰,提出在软段相中存在两种晶型(P_l和P_h)的假设,分析了两种晶型产生的原因.     

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.     

用正电子湮没谱研究聚酯型聚氨酯的微观结构和自由体积特性

用正电子湮没谱研究了两类分别由聚己二酸丁二醇酯多元醇和聚ε 己内酯多元醇合成的线型聚酯型聚氨酯 (PBU和PCU)在 140～ 36 0K温度范围内的结构转变和自由体积特性 .研究结果表明 ,两类聚氨酯(PU)在 140～ 36 0K温度范围内 ,都存在三个转变点 ,其中较低温度的转变 (约 2 0 0K)对应于PU中软段的玻璃化转变温度 (Tg) ,2 75K处的转变可能与样品吸附少量水分有关 ,较高温度的转变 (约 310K) ,对于PBU而言对应于软段结晶的熔点 ,而对于PCU则与在无序的硬段中混入一定量的软段后形成的相容区的Tg 有关 .当温度低于PU软段的Tg 时 ,两类PU的自由体积尺寸和浓度都随温度升高而增大 .当温度高于软段的Tg 但低于2 75K时 ,自由体积尺寸较快地增加 ,而自由体积浓度保持不变 .温度高于 2 75K并低于软段的熔点或硬段 软段相容区的Tg 时 ,自由体积尺寸增加速度最快 ,自由体积浓度却保持同样的数值 .当温度进一步升高时 ,自由体积尺寸和浓度都随温度增大而增加 .最后研究了这两类PU的自由体积分布与温度的关系 .所有这些实验现象均与大分子链的运动有关 ,并与通过DSC和WAXD表征的材料的形态一致     

两端系留纳米粒子聚合物的分子动力学模拟

两端系留纳米粒子聚合物是研究末端对聚合物链弛豫行为影响的优选分子模型.本文构建了两端系留纳米粒子聚合物模型,运用粗粒化分子动力学方法研究了两端系留纳米粒子聚合物的特征温度和弛豫行为,探讨了纳米粒子半径和聚合物链长对玻璃化转变温度、结晶温度和介电性能的影响.研究表明,聚合物两端纳米粒子的存在可延缓聚合物链的弛豫并促进结晶,使两端系留纳米粒子聚合物的玻璃化转变温度和结晶温度均增加.研究结果与相关的实验报道吻合,可加深对两端系留纳米粒子聚合物结构和性能的理解.     

Laponite/聚氨酯纳米复合材料制备与性能研究

通过溶剂交换法将无机Laponite从水相转移到N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)中,在超声波作用下,Laponite与热塑性聚氨酯(TPU)溶液进行共混复合,Laponite插层到PU分子链间而制备Laponite/聚氨酯纳米复合材料.利用TEM,AFM,TGA,DSC,DMA和静态拉伸对其结构、组成、形貌和性能进行表征,研究结果表明,Laponite优先插层到聚氨酯的硬段中,片层和硬段通过氢键相互作用和尺寸匹配性,进而形成一种插层网络结构.由于这种网络结构的存在,使Laponite/聚氨酯复合材料的强度、硬度及韧性得到同步提高.     

层离型PMMA/镁铁双氢氧化物纳米复合材料的热降解研究

通过原位聚合方法制备了以非水溶性聚合物(聚甲基丙烯酸甲酯,PMMA)为基体,与MgFe双氢氧化物(LDH)具有良好相容性的层离型纳米复合材料.采用小角、广角X射线衍射(XRD)及透射电镜(TEM)对纳米复合材料的微观结构进行了分析,通过热重分析(TG)和玻璃化转变研究了纳米复合材料在空气和氮气氛围下的热降解过程.实验结果表明,MgFe-LDH的引入显著提高了聚合物基体的热降解温度和玻璃化转变温度,纳米复合材料的热稳定性显著提高.其中含量1.6 wt%的层离型纳米复合材料在失重50%时的热降解温度比纯样提高约69℃.并且整个纳米复合体系的相容性良好,含量8.0 wt%的样品,其可见光透过率仍可达90%以上.     

聚乳酸/纳米SiO_2复合材料的熔融和冷结晶行为

采用熔融共混法制备了聚乳酸(PLLA)/纳米SiO2复合材料;利用透射电镜观察了复合材料的微观形貌;利用差示扫描量热仪测定了该复合材料的熔融行为和非等温冷结晶行为;利用Jeziorny法和Mo法研究了PLLA及其复合材料的非等温冷结晶动力学.结果表明,纳米SiO2在PLLA基体中具有良好的分散性和异相成核作用,使得PLLA基体的结晶峰向低温方向移动;复合体系的熔融温度和熔融焓的变化与SiO2的加入量密切相关.采用Jeziorny法和Mo法均可以很好地处理复合材料的非等温冷结晶过程.     

聚苯硫醚/纳米二氧化硅复合材料的非等温结晶动力学及动态力学性能

用DSC法研究了聚苯硫醚（PPS）及其纳米SiO2复合材料的非等温结晶动力学,分析了结晶峰值温度Tp以及结晶起始温度T0等参数,并采用莫志深方程研究了复合材料的非等温结晶动力学。结果表明,莫志深方程能够较好地描述复合材料的非等温结晶动力学,纳米SiO2在PPS基体中起异相成核作用,而使得纳米复合材料的结晶速率明显快于纯聚合物的结晶速率。动态力学分析研究结果表明,纳米SiO2的加入提高了PPS的储能模量,Tg向高温方向移动,说明纳米SiO2与PPS之间存在着较强的相互作用。     

聚酯型脂肪族和芳香族聚氨酯硬段结晶特性对比

本文利用DSC、IR、WAXD、PLM和SALS等实验手段,探讨了具有相同软段的聚酯型脂肪族和芳香族聚氨酯硬段结晶特性的差异,发现脂肪族聚氨酯的相分离速率极快,氢键主要在硬段间形成,因而对硬段的结晶过程影响不大;而芳香族聚氨酯的相分离速率较慢,软硬段间又能形成氢键,因而对硬段的结晶起了阻碍作用。     

聚氨酯/蒙脱土纳米复合材料的制备与性能研究

纳米复合材料由于其纳米尺寸效应 ,表面效应以及纳米粒子与基体界面间强的相互作用 ,具有优于相同组分常规复合材料的力学 ,热学等性能 ,引起了人们的广泛关注 .用纳米材料改性聚合物 ,制备纳米复合材料是获得高性能高分子复合材料的重要方法 ,采用较多的是插层复合法 ,可分为两类 ,一是单体预先插层于层状结构填料的晶片层间 ,然后聚合 ;二是聚合物溶液或熔体直接插层于层状结构填料的晶片层间 .聚氨酯 (PU)是由多异氰酸酯与多元醇通过加聚反应而形成的高聚物 ,其重复结构单元是氨基甲酸酯链段( R2 OCONHR1NHCOO) .PU弹性体具有耐磨…     

1,5-萘二异氰酸酯与1,4-丁二醇基为基质的多嵌段聚氨酯弹性体的合成与性能

利用 1 ,5_萘二异氰酸酯 (NDI)和 1 ,4_丁二醇 (BDO)为均匀硬质分子单体 ,与不同软质分子单体 (聚醚、聚酯、聚硅氧烷 )缩合制备多嵌段聚氨酯弹性体 ,详细研究了硬嵌段相 (NDI)弹性体的结构与性能间的关系 ,发现随着硬嵌段相长度的增加 ,或者氨基甲酸酯中胺基与聚醚、聚酯、聚硅氧烷中软段氧原子间氢键的减弱 ,都导致微相分离程度的增加 ,造成聚合物熔点和熔化热的升高。硬嵌段相熔化的多峰行为是由于形成了NDI/BDO半微晶区 ,在退火时转变为更加有序的结晶微区 ,当温度高于 1 80℃时 ,由于氢键的断裂 ,NDI/BDO硬嵌段发生分解反应 ,该过程源于不很有序的硬嵌段半结晶微区。当温度高于 2 5 0℃时 ,发生快速的分解。在动态力学行为方面 ,NDI基聚醚弹性体比其它硅氧烷基的弹性体展示了更高的硬嵌段区的稳定性 ,同时 ,在使用温度范围内 ,也显示出最高的储能模量值 ,表明刚性对温度的依赖性 ,以及NDI/BDO硬嵌段中活性填料的显著影响