水性聚氨酯/纳米羟基磷灰石复合材料的制备和表征

以聚乙二醇、聚己内酯二元醇为软缎,赖氨酸为扩链剂,和异佛尔酮二异氰酸酯采用丙酮法合成了固含量为10%的水性聚氨酯(WPU)乳液.并采用物理共混法,与纳米羟基磷灰石(nHA)物理混合,制备了WPU/nHA复合材料.通过X射线衍射(XRD),拉伸测试,接触角和吸水率测试,对复合材料薄膜的结构和性能做了表征和讨论.     

氨基功能化石墨烯/水性聚氨酯复合材料的制备与性能研究

文章以2,4-甲苯二异氰酸酯(2,4-TDI)为架桥剂,制备了表面含伯胺基的功能化石墨烯(N-FGNs)。然后将其与末端含异氰酸酯的聚氨酯树脂混合,通过伯氨基与异氰酸酯之间的反应制备了两者之间存在共价键的石墨烯/水性聚氨酯(N-FGNs/WPU)复合材料。透射电镜(TEM)和扫描电镜(SEM)表征结果表明,N-FGNs可均匀分散在聚氨酯中,同时两者之间存在很强的界面作用力。当N-FGNs的添加量为1.0%时,该N-FGNs/WPU复合材料的拉伸强度相对于纯的WPU材料提升了77%,40℃时的储能模量E′提高了930%,断裂伸长率仅下降了4%。     

IBOMA改性水性聚氨酯的制备及其性能

采用乳液聚合法制备了甲基丙烯酸异冰片酯(IBOMA)改性水性聚氨酯(WPU)复合乳液,探索了引发剂种类和用量、反应温度、WPU与IBOMA质量比以及保温时间对复合乳液性能的影响,同时采用正交试验对反应条件进行了优化,确定了适宜的反应条件为:IBOMA与WPU固体组分质量比为1:3,引发剂APS用量为单体质量的0.4%,反应温度80 ℃,保温熟化2 h。在此条件下,单体IBOMA平均转化率为95.80%,平均吸水率为5.73%,平均拉伸强度为27.8 MPa。并通过FT-IR、TEM、TG等测试方法对该复合材料的性能进行了表征,结果表明:所得乳液为核壳结构,乳液稳定性良好。     

水性聚氨酯纳米二氧化硅复合材料的制备与研究

以油酸修饰纳米二氧化硅(OA–SiO_2)为主要材料,采用原位聚合法制备水性聚氨酯纳米二氧化硅(WPU/OA–SiO_2)复合材料.利用扫描电子显微镜(SEM)、热重仪(TGA)、万能拉力试验机和硬度仪对材料的性能进行表征.结果表明OA–SiO_2能够均匀的分散在水性聚氨酯中,WPU/OA–SiO_2复合材料有着更好的热稳定性、硬度和疏水性,为纳米粒子在粘合剂、环保涂料等领域的应用提供了新的方法.     

水性聚氨酯/硫酸化壳聚糖复合膜的制备及其血液相容性

采用己二异氰酸酯（HDI）三聚体合成了水性聚氨酯（WPU）,采用浸渍法将WPU与硫酸化壳聚糖（SCS）通过接枝反应制备出WPU/SCS复合膜. 通过红外光谱、热重分析、差示扫描量热法对复合膜进行了表征,并采用动态凝实验研究了复合膜的血液相容性. 结果表明:WPU与SCS发生了共价结合;复合膜的玻璃化转变温度为53.2 ℃,热分解温度为300~400 ℃;WPU/SCS复合膜的血液相容性优于水性聚氨酯. 因此WPU/SCS复合膜是具有潜力的生物医用材料.     

多孔水性聚氨酯表面接枝改性硫酸化壳聚糖复合膜的制备

采用己二异氰酸酯三聚体(HT)、2,4 甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚乙二醇800为基本原料,以1,4 丁二醇、2,2 二甲基丙酸和乙二胺为亲水扩链剂,合成了水性聚氨酯(WPU),以CaCO_3作为致孔剂制备多孔WPU膜,并与硫酸化壳聚糖(SCS)接枝,制得多孔WPU/SCS复合膜,探讨了致孔剂的用量对WPU/SCS复合膜孔隙率和吸水率的影响.利用红外光谱仪和光学显微镜对复合膜的结构和形态进行了表征,并通过复钙化时间和动态凝血时间对其血液相容性进行了表征.结果表明,致孔剂CaCO_3使用量为12%时,孔隙率为68.3%,吸水率达112.5%,多孔WPU/SCS复合膜具有较好的血液相容性,是一种理想的生物医用材料.     

丙烯酸树脂交联改性水性聚氨酯乳液

文中利用肼基与酮羰基之间的脱水缩和反应制备了丙烯酸树脂交联改性水性聚氨酯乳液。探讨了肼基、酰胺基的含量对水性聚氨酯(PU)乳液、苯丙(PA)乳液性能的影响以及交联反应对漆膜性能的影响。实验结果表明,水性聚氨酯中加入肼基化合物提高了膜的拉伸强度,硬度及耐水性等性能,同时发现,肼基化合物的用量在不超过4%时水性聚氨酯乳液最稳定;酰胺化合物的用量对苯丙乳液也有较大影响,酰胺化合物在乳液中质量分数小于6%时,丙烯酸乳液的稳定性最好。丙烯酸树脂交联改性水性聚氨酯乳液,其拉伸强度、硬度等皆比改性前的聚氨酯、丙烯酸乳液要好,当酰胺基化合物与肼基化合物保持相同交联基团摩尔比时,得到乳液性能最好。     

改性石墨烯/聚氨酯复合乳液的合成及性能表征

通过逐步聚合反应将改性氧化石墨烯(DIGN)接枝到水性聚氨酯(WPU)链段中,制备得到DIGN/WPU纳米复合乳液。通过IR、AFM、SEM对氧化石墨烯(GO)、DIGN、WPU及DIGN/WPU纳米复合材料的结构进行表征;并研究了DIGN用量对乳液粒径,流变性能及其胶膜的热稳定性和力学性能的影响。结果表明:DIGN的引入使得乳液具有了假塑性流体特性,并随DIGN含量的增加,乳液黏度,粒径及分布指数增大,纳米复合材料的热稳定性明显改善;当w(DIGN)=1wt%时,拉伸强度增加80.33%,杨氏模量提高192.11%,断裂伸长率下降了42.74%。     

聚酯型水性聚氨酯胶膜结晶性与耐热性的关系

以聚己二酸1,4-丁二醇酯、1,4-丁二醇、六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、N-(2-氨基乙基)-氨基乙烷磺酸钠、二羟甲基丙酸和乙二胺为主要原料,通过丙酮法合成了不同软段相对分子质量、硬段含量、硬段种类、亲水扩链剂及以液体石蜡共混改性5个系列的水性聚氨酯(WPU)乳液.采用FT-IR表征了WPU的结构和氢键化程度,采用DSC和TG表征了各系列WPU胶膜的结晶性和耐热性.结果表明,硬段含量较高、硬段较规整及添加了液体石蜡的WPU的氢键化程度较高;以较高相对分子质量的聚酯多元醇作为软段、分子结构规整的二异氰酸酯作为硬段、氨基磺酸盐作为亲水扩链剂及以液体石蜡改性所制备的WPU的结晶性较好;WPU胶膜结晶性的改善有助于提高其耐热性能.     

WPU/WEP共混乳液稳定性研究

初步探索了水性聚氨酯(WPU)与水性环氧树脂(WEP)共混乳液的制备工艺,研究了共混乳液的高温稳定性、机械稳定性、酸碱稳定性和盐稳定性,并通过对共混乳液性能的测试,寻求最佳配比.研究共混体系的含固粒径分布与固化行为和机理,WEP:WPU=3:1,对固化膜进行了TG分析.结果表明:凝胶时间与固化温度、固化剂含量有很大关系,共混物的固化速率受温度的影响很大.     

单组分水性聚氨酯纳米乳液的性能与应用

研究了用蓖麻油代替部分聚醚通过丙酮法合成的单组分水性聚氨酯纳米乳液的性能与应用。探讨了R(NCO／OH)值、亲水单体含量、扩链剂的用量等因素对乳液粒径、贮存稳定性、机械力学等性能的影响。用IR光谱表征了聚氨酯树脂的结构，用激光散射粒径分析仪测定了乳液粒子的粒径．制得的乳液粒径小于50nm，贮存稳定期超过6个月。通过与适当的助剂或颜料进行配伍，配制出应用范围广泛、涂膜性能优异的单组分乳胶清漆和色漆。     

不同硬段型水性聚氨酯胶黏剂的合成和性能比较

 用异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）/甲苯二异氰酸酯（TDI）、聚醚二元醇（N210）、二羟甲基丙酸（DMPA）为原料,采用两步法合成了不同硬段型聚氨酯预聚体,并用含三乙胺的去离子水中和乳化,乙二胺扩链,得TDI型和IPDI型水性聚氨酯（WPU）胶黏剂。通过红外、黏度、热重等分析方法,对不同硬段型WPU乳液、胶膜进行了结构和性能考查,对异氰酸酯基（NCO）含量进行定量、定性分析。结果表明,随着反应的进行NCO含量逐渐减少,至200min时基本达到理论值。当DMPA含量分别为3.0%（W/W）和8.0%（W/W）时,得到的TDI型和IPDI型WPU稳定、透明、耐溶剂性相对较好;此条件下的黏度分别为2000和6950mPa·s;两者的热稳定性都较好,起始分解温度分别达到350.8和295.0℃;IPDI型WPU机械强度高,拉伸强度为3.37MPa。综合比较各种性能,IPDI型WPU胶黏剂相对较佳。     

DMPA对PPG-DMPA-IPDI水性聚氨酯性能的影响

以聚氧化丙烯二醇(PPG-2000)、二羟甲基丙酸(DMPA)和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为主要原料,采用一锅法合成水性聚氨酯(WPU)预聚体及高剪切乳化法制备了PPG-DMPA-IPDI水性聚氨酯(WPU).研究了DMPA用量对WPU乳液的Zeta电位和粒径分布的影响,并采用红外光谱(FT-IR)、高效凝胶渗透色谱(GPC)和差热-热重分析(TGA-DTA)对WPU胶膜性能进行了表征.结果表明:当中和度为100%、异氰酸酯指数R(NCO/OH)值为3.7、DMPA质量分数为5%~8%时,制得的WPU乳液的分散稳定性较好.随着DMPA用量的减少,WPU的粒径增加,热稳定性降低,微相分离程度减弱.一锅法合成WPU预聚体并高剪切乳化法与分步合成并高速搅拌乳化法相比,反应时间较短.     

IBOMA共聚改性水性聚氨酯的合成及其性能研究

以可再生资源松节油衍生物——甲基丙烯酸异冰片酯(IBOMA)为原料,采用共聚改性的方法制备了IBOMA改性水性聚氨酯复合乳液。研究了配方中的R值(n(—NCO)/n(—OH),异氰酸根指数)、DMPA(2,2-二羟甲基丙酸)含量、DEG(一缩二乙二醇)含量、中和度(以三乙胺与DMPA的摩尔比计算),以及反应时间对复合乳液的黏度、稳定性以及胶膜的吸水率、拉伸强度的影响,确定了适宜的改性工艺条件:IBOMA添加量为30%,R值为1.70,DMPA质量分数为4.0%,DEG质量分数为0.5%,中和度为100%,反应时间为6 h。在此条件下所制得的IBOMA改性水性聚氨酯乳液的综合性能较好,其耐水性、耐热性、拉伸强度等性能指标均有提高,吸水率由改性前的11.53%降至3.91%,拉伸强度由改性前的23.42 MPa升至55.18 MPa,玻璃化转变温度Tg由改性前的-7.23 ℃上升至25.31 ℃,并采用傅里叶红外光谱、差示扫描量热仪等分析手段,对IBOMA改性水性聚氨酯的性能进行了表征。     

水性聚氨酯的合成及其流体力学行为

通过调整水性聚氨酯原料中ＰＥＧ－１０００和聚己二酸己二醇酯两种二元醇与ＰＰＧ－１０００的比例,发现随着ＰＥＧ－１０００的增加,树脂的粒径明显减小,体系由牛顿流体向假塑性流体过渡,提出流体力学行为的转变是因为ＰＥＧ含量的增加,提高了树脂的亲水性,使聚氨酯在水中被溶胀,提高了聚氨酯的有效体积所致;聚酯－聚醚型水性聚氨酯的流体力学行为随着聚己二酸己二醇酯二元醇用量的增加由牛顿流体向假塑性流体过渡,但粘度变化不大,提出流体类型的转变是粒子的搭桥所致．     

脂肪族水性聚氨酯性能的研究

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和聚四亚甲基二醇(PTMG)及二羟甲基丙酸(DMPA)为主要原料制备了水性聚氨酯乳液，并对乳液的性能进行了测试和分析。结果表明，二羟甲基丙酸(DMPA)用量、n(NCO)／n(OH)及扩链荆是影响乳液及胶膜性能的主要因素。     

制备条件对阴离子水性聚氨酯性能的影响

以二羟甲基丙酸引入亲水成分,通过预聚体分散法合成了阴离子水性聚氨酯（WPU）。对丙酮用量、加入方式,加水及加料方式,甲苯二异氰酸酯（TDI）中-NCO与聚丙二醇（PPG）中-OH摩尔量之比（R）,DMPA含量及加入方式等因素对WPU制备性能的影响进行探讨。结果表明：多次加丙酮至30mL,可以缩短反应时间至5h,制备成功率达100％,且乳液性能优良;二步法实验稳定性好;在30s内分两次缓慢加水最佳;R、DMPA的量及加入方式对乳液性能有影响。