硅材料改性水性聚氨酯的研究进展

综述近年来国内外在硅材料改性水性聚氨酯(WPU)方面的研究进展,讨论有机和无机硅材料包括聚硅氧烷、硅烷偶联剂及纳米二氧化硅因改性机理的差异对水性聚氨酯产生的不同影响.对同时添加硅材料和其他助剂对水性聚氨酯产生的协同效应进行分析,结果表明:聚二甲基硅氧烷可以显著提高水性聚氨酯基体的硅质量分数,从而提升材料疏水性;而硅烷偶联剂及纳米二氧化硅在改善材料疏水性和机械性能方面均表现出较好的效果;以植物油等可再生资源作为原材料,采用硅材料与石墨烯等助剂协同改性,在环保型、多功能化水性聚氨酯的制备领域具有潜在的应用价值.     

纳米二氧化硅粒子在水性聚氨酯中分散性的研究

采用六甲基二硅胺烷(HMDS)对气相二氧化硅和硅溶胶中两种纳米二氧化硅（SiO2）粒子表面进行了化学接枝改性,然后将改性后的纳米SiO2粒子加入到水性聚氨酯(WPU)中,制备了一系列不同纳米SiO2粒子含量的共混改性WPU样品.通过FT-IR,SEM对纳米SiO2粒子共混改性WPU成膜物的织态结构进行了表征,并研究了SiO2/WPU共混乳液的成膜过程对成膜物织态结构的影响.结果表明,纳米SiO2粒子表面改性状态很大程度上决定了纳米SiO2粒子在共混成膜物中的分散状态和织态结构,具有一定表面两亲性的纳米Si     

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.     

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.     

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%。     

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%。     

丙烯酸酯改性聚氨酯乳液体系的设计及应用研究

文章开展了系列水性丙烯酸酯改性聚氨酯树脂(PUA)结构设计、聚合过程以及产物漆膜若干应用性能的研究工作,结构和工艺等重要参数对体系性能影响的规律性结论可对相关领域成膜聚合物产品的更新换代提供一定的实验数据.采用异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚醚(PPG1000)、2,2–二羟甲基丙酸(DMPA)、甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)为原料,二月桂酸二丁基锡(T12)为催化剂,N,N-二甲基乙醇胺为中和剂,合成了含有不饱和双键的水性聚氨酯预聚体(WPU).以AIBN为引发剂,通过乳液聚合向WPU中引入甲基丙烯酸甲酯(MMA)和丙烯酸丁酯(BA),最终合成出性能优良的丙烯酸酯聚氨酯乳液(WPUA).乳液漆膜性能可达到吸水率5.54 wt%,附着力0级,抗冲击性50 kg·cm,硬度2H.     

水性聚氨酯活性及其对复合材料性能影响的探究

通过合成未封端型水性聚氨酯(WPU)并控制其保存时间发现其反应活性可控,然后将反应活性不同的WPU与淀粉密炼制备一系列水性聚氨酯-淀粉(WCS)复合材料,并对所得复合材料的基本性能进行表征,以此来探索WPU作为反应型增容剂的可行性.研究发现WPU的活性随时间的变化趋势为：未封端型WPU在不超过3 d的时间内仍保持反应活性,超过3 d就表现出失活的特性.进一步探究活性不同的WPU制备的WCS复合材料的基本性能,发现具有活性的WPU由于含有—NCO反应性基团可以与淀粉的—OH基团之间形成氨基甲酸酯键和部分氢键,从而使制得的WCS复合材料体系的界面具有很好的相容性.研究中使用WPU作为复合材料的反应型增容剂是一种新的尝试,可以克服传统制备聚氨酯需要加入有机溶剂而不环保的缺点,而且其操作过程也更为简便.此外,本工作也为具有反应活性的WPU在复合材料方面的应用奠定了一定的基础.     

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.     

纳米TiO_2改性聚氨酯弹性体的制备及性质

以溶胶凝胶法制备纳米TiO2并对其表面改性,采用预聚法合成聚氨酯(PU)/TiO2复合材料。经X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)分析TiO2的晶体结构及表面形貌,表明所制备的TiO2为锐钛矿型结构,粒径均匀在13 nm左右。对添加纳米TiO2的聚氨酯材料的力学和耐热性能进行检测和表征,结果表明:TiO2在聚氨酯基体中均匀分布,PU/TiO2复合材料的拉伸强度、断裂伸长率、邵氏硬度等较单一聚氨酯弹性体分别提高40.3%、54.2%及11.6%,复合材料的维卡软化温度较基体提高12℃。     

纳米SiO_2-TiO_2改性形状记忆聚氨酯

在合成形状记忆聚氨酯(SMPU)的过程中,加入经过KH550表面处理后的纳米SiO2-TiO2复合粒子,制备了新型的纳米SiO2-TiO2形状记忆聚氨酯复合材料.讨论了改性形状记忆聚氨酯产品的形状记忆性能、力学性能和热性能等.研究结果表明:随着纳米SiO2比例的增加,复合产品形状固定率有所增加而形状回复率减小;当纳米SiO2与TiO2的配比为2∶8时,复合材料的力学性能增加,但随着纳米SiO2所占比例的增加,复合材料的力学性能反而减小;复合材料的热变形温度和维卡软化点均有所提高.     

浅析聚乳酸共聚改性及纳米二氧化硅复合改性

根据对聚乳酸/纳米二氧化硅复合材料的深入分析与研究,它主要使用辛酸亚锡对改性之后的纳米二氧化硅与丙交酯进行催化,然后进行制备。分别使用扫描电镜、热失重分析以及红外光谱等一系列方式对纳米二氧化硅的性能及其结构进行深入的探究,通过扫描电镜与红外光谱对聚乳酸/纳米二氧化硅复合材料进行分析,发现聚乳酸与纳米二氧化硅之间发生了相应的化学反应,纳米二氧化硅在聚乳酸基体中处于一种分散的状况;根据热失重研究中的结果,发现聚乳酸/纳米二氧化硅材料的热稳定性性会受到纳米二氧化硅含量多少的影响,如果纳米二氧化硅含量处于增加的状态,那么热稳定性也会随之提升。通过力学性能分析与研究,能够发现在材料中加入无机纳米例子,能够在很大程度提升材料的拉伸强度。     

无机纳米材料对水性木器漆耐磨性及硬度的影响

与溶剂型木器漆相比,水性木器漆存在着耐磨性差、硬度低等缺陷,在木器漆中引入纳米无机材料是解决这些缺陷的有效方法。笔者对水性木器漆中添加纳米无机材料的种类和用量进行了优化,分别选取了3种表面改性纳米无机材料(组合):改性纳米氧化铝、改性纳米氧化硅、改性纳米氧化铝+改性纳米氧化硅,在苯乙烯丙烯酸酯(SAE)水性木器漆的制备过程中进行添加,研究了纳米无机材料的种类、用量及添加方式对水性木器漆耐磨性及硬度的影响。结果表明:当纳米氧化铝和纳米氧化硅的质量比为2:1,总添加质量分数为1.5%时,水性木器漆的耐磨性和硬度较高,此时漆膜磨透转数2 000 r,铅笔硬度2 H。实验结果表明在水性木器漆中添加适量的复合纳米无机材料能很好地提高水性木器漆的耐磨性和硬度。     

无机纳米材料对水性木器漆耐磨性及硬度的影响（英文）

与溶剂型木器漆相比,水性木器漆存在着耐磨性差、硬度低等缺陷,在木器漆中引入纳米无机材料是解决这些缺陷的有效方法。笔者对水性木器漆中添加纳米无机材料的种类和用量进行了优化,分别选取了3种表面改性纳米无机材料(组合):改性纳米氧化铝、改性纳米氧化硅、改性纳米氧化铝+改性纳米氧化硅,在苯乙烯丙烯酸酯(SAE)水性木器漆的制备过程中进行添加,研究了纳米无机材料的种类、用量及添加方式对水性木器漆耐磨性及硬度的影响。结果表明:当纳米氧化铝和纳米氧化硅的质量比为2∶1,总添加质量分数为1.5%时,水性木器漆的耐磨性和硬度较高,此时漆膜磨透转数2 000 r,铅笔硬度2 H。实验结果表明在水性木器漆中添加适量的复合纳米无机材料能很好地提高水性木器漆的耐磨性和硬度。     

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.     

大豆分离蛋白/二氧化硅改性水性聚氨酯膜性能的研究

采用溶胶-凝胶法制备了大豆分离蛋白/二氧化硅杂化溶胶,并应用于水性聚氨酯的改性.采用流延法制备大豆分离蛋白/二氧化硅/水性聚氨酯共混膜,红外光谱研究表明大豆分离蛋白、二氧化硅和水性聚氨酯间发生了多层次的氢键作用,以膜的拉伸强度、断裂伸长率和溶失率为指标,研究了各组分混配比例对共混膜力学性能及耐溶剂性能的影响.通过接触角、热重分析、扫描电镜和原子力显微镜分析讨论了共混膜的亲水亲油性、耐热性能,以及膜表面的形态形貌.结果表明,大豆分离蛋白/二氧化硅添加量为6％（质量分数）、两者之间质量比为1∶1时,改性膜的力学性能最优,耐溶剂性随添加量增加而改善.     

一种新型MXene基热塑性聚氨酯的制备与阻燃性能分析

以植酸(PA)、吡咯、硝酸钴和碳化钛(Ti3 C2 Tx,MXene)为主要原料,利用界面调控技术合成一种含P和Co元素的新型MXene基阻燃剂(CoPM),并通过熔融共混的方法制备热塑性聚氨酯(TPU)纳米复合材料.锥形量热测试结果表明,引入4.0％(质量分数)的CoPM后,TPU/CoPM-4.0纳米复合材料的热释...     

聚丙烯酸/Fe3O4纳米复合材料的制备及性能研究

将聚丙烯酸(PAA)溶液与纳米Fe3O4粒子共混制得PAA/Fe3O4磁性纳米复合材料。用透射电镜(TEM)、红外光谱(FTIR)、热重分析仪(TGA)、动态超显微硬度仪(DUHMT)和磁性能测量系统(MPMS)对材料进行了表征。结果表明,复合材料中Fe3O4粒子的平均粒径约为10 nm且能较好分散;PAA可通过羧基中的氧原子与Fe3O4中的Fe原子以配位键方式相结合,进而形成一定的交联网络结构;复合材料的热稳定性由于这种特殊相互作用的存在而提高;随着Fe3O4含量的增加,复合材料的压痕深度降低,弹性和硬度增加;复合材料在300 K时表现出超顺磁性。     

纳米二氧化硅增韧改性环氧树脂的性能研究

采用超声分散的方法制备了双酚A型环氧树脂(E-51)/纳米二氧化硅(SiO2)复合材料,通过热重分析(TGA)和扫描电子显微镜(SEM)研究了材料的耐热性能、断面形态,并测试了其拉伸、弯曲和冲击性能。结果表明,利用超声分散的方法可使纳米SiO2均匀分散于环氧树脂基体中,并能显著改善材料的力学性能和耐热性。当纳米SiO2的含量为3%(质量分数)时,复合材料的力学性能达到最佳,拉伸强度、弯曲强度和冲击强度分别提高了40.0%,55.1%和183.1%,且材料仍能保持良好的热稳定性。     

吸收型锰锌铁氧体/二氧化硅电磁屏蔽复合材料的性能研究

通过静电吸附的方法制备了Mn_(0.6)Zn_(0.4)Fe_2O_4/SiO_2(MZFO/SiO_2)复合粉体,并使用放电等离子烧结(SPS)方式将其烧结成MZFO/SiO_2复合材料,表征了复合材料的形貌、结构、导电性和磁性,通过电磁参数分析了复合材料的电磁屏蔽性能.900℃和1 000℃烧结的MZFO/SiO_2复合材料(厚度2.0 mm)在Ku波段的平均电磁波总屏蔽效能分别达到22.30 d B和22.40 d B.高的介电损耗使1 000℃烧结的MZFO/SiO_2复合材料表现出了最好的屏蔽性能;而高的饱和磁化强度、矫顽力和电导率也使900℃烧结的MZFO/SiO_2复合材料表现出了良好的屏蔽性能.复合材料的吸收屏蔽效能SEA大于反射屏蔽效能SER,且反射系数R只有0.6左右,因此MZFO/SiO_2复合材料是以吸收屏蔽为主的具有相当潜力的电磁屏蔽材料.