PEG含量对水性可降解聚氨酯性能的影响简

本文采用“预聚-乳化法”合成了软段为聚（ε-己内酯）（PCL）和聚乙二醇（PEG）,硬段为异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）和小分子扩链剂的无毒水性可降解聚氨酯（PCLPU）,通过红外光谱（FTIR）和差示扫描量热（DSC）曲线分析、偏光显微镜（PLM）观察以及相对分子质量、水接触角和降解失重测定,研究了PEG含量对聚氨酯微相分离程度、软段结晶性能和降解行为的影响。发现随着PEG含量的增加,PCLPU的微相分离程度增加,软段PCL的结晶受到阻碍。材料的亲水性和结晶性对PCLPU的降解影响明显,当PEG和PCL比例（PCLPU50）适当时,所获得的亲水性、酯基含量以及结晶程度均适中,这时材料的降解速率最快。细胞毒性测试表明PCLPU降解液质量浓度低于1 mg/mL时,细胞生长正常。此类水性无毒可降解聚氨酯将在生物工程领域具有广阔的应用前景。     

示差扫描量热法研究水性聚氨酯的微相分离

合成了一系列水性聚氨酯，考察了软段组成、二羟甲基丙酸(DMPA)含量及不同NCO／OH比值对产物微相分离的影响。实验结果表明：聚醚型水性聚氨酯的微相分离程度高于聚酯型水性聚氨酯。提高DMPA用量，软段玻璃化温度移向低温区，说明体系的微相分离程度加大。随着NCO／OH比值的增大，软段玻璃化温度也移向低温，软硬段的微相分离程度增大。     

软段PEG含量对水性聚氨酯涂膜结晶性的影响

合成了系列水性聚氨酯分散液,就分子链软段中亲水性链段聚乙二醇（ＰＥＧ）含量对聚氨酯涂膜结晶性的影响进行了探讨。结果表明,水性聚氨酯膜中存在三种结晶微区,每一结晶微区熔融温度均随ＰＥＧ含量的变化而变化,且软段结晶形态与ＰＥＧ,聚己二酸丁二醇酯二醇（ＰＴＡｄ）结晶形态相同,晶胞参数随ＰＥＧ含量的增加而增大,但较ＰＥＧ和ＰＴＡｄ为小。     

水性形状记忆聚氨酯的合成及性能研究

文章以2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚己内酯二醇(PCL)、二羟甲基丙酸(DMPA)和三羟甲基丙烷(TMP)合成水性内交联型形状记忆聚氨酯(WSPU),研究不同分子量的PCL以及亲水扩链剂的存在下,对其形状记忆性能的影响.FT-IR、1H-NMR、DSC、形状记忆性能表征结果表明,当软硬段质量分数为定值时,PCL分子量的增加使得软段结晶程度增加;当PCL分子量在5 000时,乳液性能稳定,它的形状记忆恢复率已达到95%;但随着软段分子量的增大,导致聚氨酯粒径也随之增大,乳液的不稳定性增加.     

NDI型聚氨酯弹性体的氢键研究

采用预聚物法合成了以聚四氢呋喃醚二醇(PTMG)、聚氧化丙烯二醇(PPG)、1, 5-萘二异氰酸酯(NDI)、1,4-丁二醇(BDO)、三羟甲基丙烷(TMP)等为主要原料的双组分浇注型聚氨酯弹性体。通过红外分析、差示扫描量热分析,对NDI型聚氨酯弹性体中存在的氢键进行了深入研究。结果表明,NDI型聚氨酯弹性体的亚氨基(N—H)完全氢键化,羰基(C＝O)氢键化程度高,微相分离严重;随着预聚物中异氰酸根含量的增加,硬段微区氢键化程度逐渐提高,其中有序氢键化程度逐渐升高,而无序氢键化程度随之下降;PTMG2000-NDI系聚氨酯弹性体的软段容易产生结晶,而DL2000-NDI系聚氨酯弹性体和PTMG1000-NDI系聚氨酯弹性体的软段无结晶行为;低聚物多元醇的种类及其分子量也是聚氨酯弹性体的氢键的重要影响因素。     

亲水链段PEG分子量对水性聚氨酯浇铸膜结晶性的影响

采用二级扩链技术，合成了同时具备阴离子型和非离子型大分子链结构的水性聚酯分散液，以红外光谱技术，就预聚反应时间和温度对反应程度的影响进行了表征，认为当初始合成温度为70℃时，以丁酮为稀释剂、DMPA为离子型亲水单体、乙二醇为一级扩链剂、三乙胺中和剂，三乙烯四胺为二级扩链剂，控制nNCO／nOH＝1．3，预聚反应5h，扩链反应2－4h，可获得具有良好稳定性的水性聚氨酯分散液，采用XRD、DSC等技术，研究了亲水链段PEG分子量对水性聚氨酯浇铸膜结晶性的影响，证实了所合成的水性PU结晶形态属于单斜晶系，且软链段结晶致密度程度随PEG分子量的增大而增加。     

具有规整硬段的聚醚型水性聚氨酯脲的制备与性能

以二苯基甲烷二异氰酸酯、二羟甲基丙酸、1,4-丁二醇、异佛尔酮二异氰酸酯和乙二胺为硬段,聚醚多元醇为软段,通过分子设计采用分步合成法,制备了具有规整硬段和良好分散性能的聚醚型聚氨酯脲(PUU)水分散液。测定了PUU水分散液及其成膜后的物理、力学性能,并表征了这类水性PUU的氢键、结晶和微相分离行为。结果表明:随硬段含量的增加,PUU水分散液的粒径减小,稳定性增加,室温贮存期大于1年;与一步法制备的水性PUU相比,由分步法制备的水性PUU的硬段具有较好的有序结构,氢键化程度高,结晶度大,软硬段间的微观相分离程度高,成膜后具有优异的耐水性能与力学性能。此外,与具有相同规整硬段的聚酯型水性PUU相比,这类聚醚型水性PUU膜显示出更好的耐水性能。     

新型聚氨酯胶束的制备及表征

以聚乙二醇(PEG),聚己内酯二元醇(PCL)为软段,赖氨酸乙酯二异氰酸酯(LDI),胱胺二盐酸盐(Cystaminedihydrochloride),赖氨酸盐酸盐(Lysine hydrochloride)为硬段合成了聚氨酯(PU),采用透析的方法制备了聚氨酯胶束.采用凝胶渗透色谱(GPC)、核磁共振波谱(1H-NMR)、红外光谱(FTIR)表征了聚氨酯的结构,采用透射电镜仪TEM及激光纳米粒度仪DLS对胶束的物理化学性质进行了表征,DLS结果表明软段中PEG含量和扩链剂中胱胺含量不同对胶束的粒径有影响,另外DLS分析表明胶束对还原剂二硫苏糖醇DTT没有响应.     

环氧树脂用量对水性聚氨酯胶膜结晶性能的影响

以异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、聚己二酸1,4-丁二醇酯为主要原料,1,4-丁二醇为小分子扩链剂,乙二胺基乙磺酸钠为亲水性扩链剂,环氧树脂E-51为改性剂,合成了固含量为50%的环氧树脂改性磺酸盐型水性聚氨酯乳液,并采用FT-IR、XRD、SEM、AFM、DSC和DMA方法考察环氧树脂用量对乳胶膜结晶性能的影响.结果表明:随着环氧树脂用量的增多,XRD谱图中21.2°和24.3°处的两个尖锐的谱峰高度明显变小,SEM和AFM图中乳胶膜硬段和软段的相分离程度显著减弱,DSC曲线上可以观察到清晰的胶膜熔融峰和结晶峰,胶膜的结晶度减小,DMA曲线上改性树脂软段的玻璃化温度有朝低温方向移动的趋势,说明环氧树脂的加入降低了聚氨酯胶膜的结晶性能.     

聚六亚甲基碳酸酯聚氨酯脲的合成研究

由己二醇和碳酸二苯酯通过酯交换反应合成聚碳酸酯二醇，再使用两步法先后与MDI和乙二胺反应，制备聚六亚甲基碳酸酯聚氨酯脲(PCUU)，并对聚合物进行了拉伸试验、IR、DSC、DMA等分析。研究结果表明，PCUU存在硬段／软段微相分离以及聚碳酸酯聚氨酯脲的化学结构，微相分离程度受硬段含量、软段相对分子质量等因素所影响；PCUU的玻璃化转变温度在-14℃以下，在室温表现出橡胶特性；PCUU的软硬段具有合适的硬段含量和软段分子量的PCUU能达到最佳的抗张强度。     

水性形状记忆聚氨酯的合成及其在织物上的应用

聚己内酯二元醇(PCL)为结晶软段,异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为硬段,合成硬段含量不同的一系列交联型水分散形状记忆聚氨酯(SMPU).通过FTIR、DSC、XRD、透湿性和形状记忆性能测试等,研究了硬段含量对形状记忆聚氨酯(SMPU)结构与性能的影响以及形状记忆聚氨酯在织物涂层上的应用.结果表明:随着硬段含量的提高,聚氨酯的结晶熔融温度升高,结晶度下降,形状回复率先增大再减小.当硬段为28.6%时,形状回复率达到最大为94%.经SMPU处理过的织物随着SMPU硬段含量的增加,透湿量降低;随着温度的升高,透湿量增大.形状回复角较未经处理的织物原样有明显增大.     

聚酯—聚醚系列嵌段共聚物结晶性能的研究

本文应用X-射线衍射、红外光谱、DSC及光学解偏振等方法对聚酯-聚醚(聚对苯二甲酸乙二醇酯PET-聚乙二醇PEG)系列嵌段共聚物的结晶性能进行了研究。结果表明,PET-PEG系列嵌段共聚物的结晶性能随PEG的分子量及其在共聚物中的百分含量不同而异。在PEG分子量恒定时,共聚物的结晶度、熔点均随PEG百分含量的增加而减小;在PEG含量不变时,则随PEG分子量的增大而提高。PET-PEG共聚物具有较PET高的结晶速率,软段PEG亦存在结晶,PEG分子量及其百分含量越大,软段PEG的结晶度越高。     

聚硅氧烷聚脲嵌段共聚物及双离子型聚硅氨酯离聚收体的合成及其形态结构的研究

本文合成了不同长度软硬段的聚硅氧烷聚脲嵌段共聚物(PUSE)和不同离子化程度的双离子型聚硅氨酯离聚体(PUSM).并用红外光谱示差扫描量热、动态力学谱和电镜等方法研究了软硬段的长度和组成对材料的相分离程度和形态结构的影响.结果表明:PUSE和PUSM样品软硬段之间的相分离都相当完全.在PUSE中,增加软段的比例和长度,都有利于软段的结晶;在PUSM中,双离子化有利于软段的结晶.骤冷处理,更有利于软段形成结晶.在PUSM中,SO_3~-不仅与-N-通过库仑力相互作用,而且还与-NHCOO-结构中的NH形成氢键;过度的离子化将引起试样产生宏观相分离.     

嵌段聚酯脲氨酯弹性体的结晶形态

用宽角X-ray衍射(WAXD)研究了嵌段聚酯脲氨酯(PUU)弹性体在不同退火条件下的结晶行为,用扫描电子显微镜(SEM)研究了这些材料断面上的结晶形态。结果表明:PUU中存在着软、硬段结晶,软段结晶对退火温度较敏感,升高退火温度可以增加软段结晶,改善软、硬段两相分离的程度。从SEM照片上看到;在PUU的断面上存在着球晶、棒晶和无定形的连续相,晶体的尺寸和分布依赖于硬段含量和软段分子量的变化。我们认为晶相和硬段无定形相起着物理交联作用,使材料表现出橡胶状的弹性性质。     

IPDI基热塑性聚醚聚氨酯弹性体的形态结构与性能

采用熔融预聚二步法合成了以环氧乙烷－四氢呋喃无规共聚醚为软段,异佛尔酮二异氰酸酯和1,4－丁二醇为硬段的热塑性取氨酯弹性体（TPU）,利用DSC,DMA,TEM,WAXD对聚合物的形态结构进行了表证,并测试了力学性能,结果表明,聚合物具有典型的微相分离特征,随着硬段含量的增加,微相分离程度增加,拉伸强度也随着增加,而延伸率却有降低的趋势,WAXD分析表明,所有TPU均不存在明显的结晶形态,当硬段含量为45％－50％,聚合物的综合性能达到最优。     

生物降解材料的研究进展

高分子材料在国民经济各部门已经得到普遍应用，但同时又带来严重的环境污染，文章主要介绍目前研究的几种可生物降解的高分子材料（包括淀粉基基降解材料、聚乳酸类降解材料、聚酸酐、可降解聚氨酯、PET／PEG可降解材料）的合成、性能等。     

聚醚硅氧烷二元醇改性水性聚氨酯的合成及性能

采用聚丙二醇和聚醚硅氧烷二元醇WACKER IM 22为软段,2,4-甲苯二异氰酸酯为硬段合成了有机硅改性水性聚氨酯乳液,通过ATR-IR、GPC、TEM、DSC、TG和WAXD等研究了有机硅改性水性聚氨酯的性能.结果表明,当WACKER IM 22与聚丙二醇的质量比为20%时,有机硅改性水性聚氨酯乳液的耐冻性和流平性提高,数均相对分子质量降低,软、硬段相的相容性提高,热分解性能与未改性水性聚氨酯相似,且无明显的结晶能力.     

具有形状记忆效应的硅烷化聚己内酯型聚氨酯

以烷氧基钛和聚乙二醇的混合物引发ε-己内酯本体聚合得到低聚合度(DPn为10~50)的聚己内酯(PCL)二醇,然后在N,N-二甲基甲酰胺中依次与4,4′-二苯基甲烷二异氰酸酯和3-氨丙基三乙氧基硅烷反应,脱除溶剂并经湿气交联得到硅烷化聚己内酯型聚氨酯(SPCLU)。研究了PCL嵌段聚合度对SPCLU交联特征、结晶行为、力学性能及形状记忆性的影响。结果表明:当PCL嵌段DPn由10增加到50时,SPCLU结晶度和熔点随之增加,弹性模量及断裂伸长率均提高;而SPCLU的交联密度随PCL嵌段DPn的增加而减小;由结晶度较高的嵌段(DPn为30~50)组成的SPCLU具有良好的形状记忆性,形状回复率为95%~100%,形状回复温度与PCL结晶区域的熔程相对应。     

硬段含量对嵌段聚脲结构与性能的影响

以端氨基聚醚、异佛尔酮二异氰酸酯(IPD I)、二乙基甲苯二胺(DETDA)为主要原料,制备了一组硬段含量不同的IPD I基聚脲。通过FT-IR、DSC、SEM以及拉伸等测试手段,研究了硬段含量对聚脲羰基氢键化程度、微观结构及其力学性能的影响。结果表明:随着硬段含量的增加,脲羰基氢键化程度增加;软段相的微相分离率降低,硬段有序程度增大。硬段含量为35%时材料的力学性能较佳。     

具有储能功能的聚氨酯固-固相变材料的研究

以高分子量聚乙二醇(PEG)为软段,4,4′-二苯基甲烷二异氰酸酯(MD I)、1,4-丁二醇(BDO)为硬段,采用两步溶液法合成了一种具有固-固相变储能性能的聚氨酯材料,通过差示扫描量热仪(DSC)、热重分析仪(TGA)、广角X射线衍射仪(WAXD)、偏光显微镜(POM)等手段分析了该材料的形态结构和相变行为,并对其储能机理进行了初步探讨。结果表明:该聚氨酯型相变材料具有良好的储热性能,相变焓较大,相变温度适中,热性能稳定,相变过程中不产生液体,其相变实质是聚氨酯软段PEG由结晶固态转变为非晶固态的过程。