硬段含量对快速固化聚氨酯修补胶性能的影响

制备了不同硬段含量(18%~34%)的快速固化聚氨酯修补胶(PRA),考察了硬段含量对PRA的固化时间、力学性能、耐热性能、耐水性能和耐磨性能的影响。结果表明：当硬段含量由18%增加到34%时,PRA的氢键化程度增大,固化速度加快,拉伸强度、撕裂强度和剪切强度增大,断裂伸长率减小;随着硬段含量的增加,总体上PRA的起始分解温度提高,硬段热失重率增大,软段热失重率减小;硬段含量对PRA吸水率的影响很小,浸水7d后PRA的力学性能与浸水前相比有所下降;随着硬段含量的增加,PRA的磨耗体积先减小后增大,在硬段含量为26%和30%时磨耗体积较小;硬段含量为30%的PRA的综合性能较好,其固化时间为50s,拉伸强度为19.94MPa,断裂伸长率为460%,撕裂强度为70.72kN/m,剪切强度为1.87MPa,阿克隆磨耗体积为47mm³。     

蓖麻油基UV固化水性聚氨酯耐水涂料的制备及性能

与溶剂型涂料相比,紫外光固化水性聚氨酯(UVWPU)涂料的耐水性欠佳。为解决这一问题,本文以蓖麻油(CO)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)等为原料,通过控制n(OH(CO))/n(NCO)制备了主链和端位均含不饱和双键的性能稳定的UVWPU乳液,考察了蓖麻油用量对UVWPU粒径及涂膜耐水性、热稳定性和机械性能的影响。结果表明:随着n(OH(CO))/n(NCO)增大,UVWPU粒径增大,涂膜耐水性、热稳定性及拉伸强度提高;当n(OH(CO))/n(NCO)=0.38时,涂膜的吸水率为8%,热失重温度T5%为280℃,凝胶率为65%,拉伸强度为6.5 MPa,表明该UVWPU涂膜的凝胶率偏低,耐水性较好。     

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。     

室温固化高强度聚氨酯弹性体的研究

研究了室温固化聚氨酯弹性体的合成工艺,探讨了多元醇低聚物、分子量、异氰酸根含量和扩链系数对聚氨酯弹性体力学性能的影响.使用聚酯多元醇CMA-24和TDI100合成聚氨酯预聚体,异氰酸根(NCO)含量为3.6%,扩链系数为0.97时,可以得到拉伸强度为38MPa,断裂伸长率为480%的聚氨酯弹性体.     

沥青路面坑槽修复材料研发及结构力学响应分析

目的研发一种新型高性能沥青路面坑槽修复材料,探究坑槽修补面积、修补厚度对修补后路面结构的影响.方法通过挥发速率试验确定稀释剂.通过马歇尔稳定度试验确定添加剂.并对混合料进行马歇尔稳定度试验、高温稳定性试验、水稳定性试验等路用性能试验.利用ABAQUS建立沥青路面坑槽修补有限元模型,分析不同修补面积、不同修补厚度对路面结构修补的影响.结果稀释剂B与添加剂c为最优组合.当稀释剂B掺量为20%,添加剂c掺量为10%时,其初始强度达到4.03 kN,成型强度达到6.93 kN,施工和易性好,水稳定性试验中马歇尔残留稳定度大于75%,冻融劈裂强度比大于70%,车辙试验中动稳定度1 487次/mm.剪应力的最大值出现于坑槽底部,拉应力的最大值出现于轮隙中心,压应力的最大值出现于坑槽表面.随着修补面积和修补厚度的增加,最大压应力和拉应力随之增加,最大剪应力随之减小.结论研发的沥青路面坑槽修复材料性能良好,满足《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40—2004)与工程使用要求.在坑槽修补的底部、表面应力最大值处,应保证混合料的密实性与原有路面的黏结性.以确保不产生二次破坏.     

免充气轮胎用聚氨酯弹性体的合成及性能

以聚己内酯(PCL)为软段,二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI-100)和1,4-丁二醇(BDO)为硬段,通过分子结构设计制备具有优良动态力学性能和低温性能的浇注型聚氨酯弹性体,并将聚氨酯弹性体用于制备免充气轮胎。研究了预聚体NCO(异氰酸酯基)质量分数和软段分子量对弹性体动态力学性能和低温性能的影响。结果表明：当预聚体NCO质量分数为6.0%,分子量1 000和2 000的PCL质量比为15∶10时,合成的聚氨酯弹性体综合性能最佳,此弹性体的玻璃化转变温度为-13.25℃,常温下硬度为85.0 A,拉伸强度为49.21±2.39 MPa,断裂伸长率为(679.26±17.16)%,循环拉伸弹力恢复率为89.96%;动态力学分析结果显示此弹性体的储能模量为17.5 MPa,损耗因子tanδ仅为0.167(25℃)。将该配方制备的弹性体用于制备免充气轮胎,所制备的免充气轮胎通过了轮胎耐久性测试,满足技术要求。     

不饱和PVB的制备及其对UV固化水性聚氨酯乳液及性能的影响

通过聚乙烯醇缩丁醛与顺丁烯二酸酐制备出含有不饱和基团的聚乙烯醇缩丁醛中间体(MPVB-M),以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚己内酯二元醇(PCL,M_n=1 000)、二羟甲基丁酸(DMBA)和不同含量的MPVB-M制备得到了一系列紫外光固化水性聚氨酯乳液(UV-WPBU)。通过傅里叶红外(IR)、原子力显微镜(AFM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射和热失重分析等方法研究了聚合物的构性关系;研究了中间体MPVB-M含量对乳液和膜性能的影响。结果表明:随MPVB-M含量的增加,乳液透明度下降,粒径增大,胶膜的耐水性和热性能改善,拉伸强度先增大后减小;扫描电镜表明随MPVB-M含量的增加,胶膜由韧性断裂转变为脆性断裂。当w(MPVB-M)=8.53wt.%时,乳胶粒粒径为79.95 nm,乳液透明稳定;胶膜拉伸强度最大,达到49.82 MPa;吸水率为3.143%,接触角为101.5°;整体性能最佳。     

侧链含PDMS的改性PUA复合乳液的制备与性能

采用阴离子自乳化法合成了聚氨酯分子侧链上含聚二甲基硅氧烷(PDMS)的改性水性聚氨酯–丙烯酸酯系列复合乳液(SiPUA),主要探讨了氨乙基氨丙基聚二甲基硅氧烷(AEAPS)含量对SiPUA乳液及其涂膜性能的影响.结果表明,AEAPS在SiPUA中质量分数为6%时,乳液稳定性良好;涂膜的吸水率明显降低,断裂伸长率增加,但拉伸强度有所减小.     

沥青路面坑槽产生的原因及防治措施

随着公路交通量日益增大,重载车辆、超载现象十分严重,坑槽是沥青路面的典型病害,严重影响路面的平整度和行车舒适性。本文根据沥青混凝土路面坑槽的破坏机理以及沥青路面坑槽修补的最终目的,分析了公路沥青路面坑槽产生的原因和防治措施。     

V形开槽修补道路反射裂缝的抗开裂性能

为研究沥青路面反射裂缝的修补方法，本文根据反射裂缝的宽度设计了三种结构的修补材料，首先利用车辙试验、弯曲小梁试验、浸水马歇尔、冻融劈裂试验分别评价了修补材料的高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性；其次通过拉拔强度试验与剪切强度试验确定了粘结剂的最佳洒布量；最后通过全场应变分析、断裂能等理论探讨了修补结构的抗裂性。研究结果表明:试验设计的三种修补材料基本性能均满足规范要求、V型修补结构的粘结剂最佳洒布量为0.6kg/m2、通过全场应变分析与抗裂性分析得知修补材料的弯拉强度为传统沥青灌封修补的3.36倍、修补材料的断裂能达到未开裂路面的60.1%。试验验证了开V型槽修补道路反射裂缝的可行性，为道路修补反射裂缝提供了新方法。     

可自修复的高延性混凝土(ECC)在机场道面的适用性分析

在飞机荷载与环境荷载长期共同作用下,机场道面易出现裂缝、接缝和竖向位移类病害,使运营阶段维修成本高.提出将具有自修复功能的高延性水泥基材料(ECC)用于机场道面,以控制裂缝发展、实现无缝连接;并利用ECC因二次反应而使微裂缝愈合的特性,减少路面维护工作,延长使用寿命.通过试验手段研究了ECC材料应用于机场道面的力学行为、自修复行为和早期开裂潜能.试验结果表明:机场道面用ECC材料在拉伸荷载作用下,其拉伸应变可达3.67％(约为普遍混凝土的400倍);在弯曲荷载作用下,其竖向弯曲变形可达6.33 mm;抗压强度与弯曲强度分别为43.9 MPa和12.68 MPa,可满足机场道面的使用要求.在受约束条件下,ECC表现出较低的早期开裂潜能.由于自修复能力,裂损ECC的拉伸刚度、拉伸应变与拉伸强度几乎可恢复至未裂时的程度;其水渗透系数随自修复进程逐渐降低,最终达到未裂时的渗透水平.研究结果表明ECC材料用于无缝机场道面具有较高适用性.     

改性HTBN型聚氨酯弹性体的配方优化研究

以端羟基聚丁二烯—丙烯腈共聚物(HTBN)为软段、聚醚(酯)多元醇为改性剂,采用浇铸工艺制备聚氨酯弹性体(PUE)。研究了聚醚(酯)多元醇种类、分子量以及用量对PUE力学性能的影响,研究了二异氰酸酯、扩链剂种类对PUE力学性能的影响。实验结果表明:以HTBN与PTMG-1000混合物(质量比为1 1)为软段、PPDI为硬段、E-300作为扩链剂制备PUE,当预聚体NCO%为6.0%、NCO/NH2摩尔比为1.05,预聚体浇注固化后在115℃热处理2 h,得到的PUE力学性能最佳。PUE的拉伸强度为48.23 MPa、撕裂强度为165.26 N/mm、断裂伸长率为652.45%、硬度(邵氏A)为97。     

不同粒径水性聚氨酯乳液的制备与性能研究

以异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、聚（1,6-己二醇/新戊二醇-己二酸）（PHNA）,1,4-丁二醇（BDO）、2,2-二羟甲基丙酸（DMPA）为主要原料、三乙胺（TEA）为中和剂,乙二胺（EDA）为后扩链剂,利用两种乳化方法和不同的DMPA用量制备了不同粒径的羧酸型水性聚氨酯乳液,使用动态光散射法测量其粒径和粒径分布,并测量了吸水率、拉伸强度、断裂伸长率、光泽度等性能.结果表明:制备的乳液粒径最小40 nm,最高340 nm,粒径分散系数（PDI）处于0.07~0.26之间,两种乳化工艺的粒径与粒径分布有明显差异;随着粒径的变化胶膜拉伸强度最高49.62 MPa,对应的断裂伸长率为922%,吸水率最低为5.25%,光泽度最高87.8°;粒径及粒径分布对吸水率、拉伸强度、光泽度等有重要影响,而对断裂伸长率影响不大.      

支撑型复合高分子膜材料的制备与表征

采用浸没沉淀法、织物为支撑体制备复合型高强度膜材料.提出了支撑材料的筛选方案,研究了带支撑的复合膜在成膜过程中的起皱原因,并成功制备了支撑型复合膜.考察了不同质量分数的聚偏氟乙烯(PVDF)、聚砜(PSF)收缩率、拉伸强度、平均孔径、纯水通量等因素对复合膜性能的影响.采用膜通量、孔径分析、力学强度、扫描电镜( SEM)、收缩率对复合膜进行分析与表征.结果表明:高分子材料在成膜过程中的收缩与支撑材料的收缩的差异可能是起皱的重要原因.收缩率大于50％,起皱收缩明显；收缩率低于40％,复合膜平整.所制备的高强度复合膜的拉伸强度大于35 MPa,膜孔径为0.07～0.6μm,水通量为5 000～ 17 000 L/(m2·h·MPa).     

Surface Modification of Poly-(p-Phenylene Terephthalamide) Pulp with a Silane Containing Isocyanate Group for Silicone Composites Reinforcement

A silane containing isocynate groups(3-(trimethoxysilyl) propyl cyanic acid ester,NCO) associated with hexamethyldisilazane(HDMS) is used to modify the surface of poly-(p-phenylene terephthalamide)(PPTA) pulps. As concerns surface chemistry,Attenuated Total Reflection Flourier Transformed Infrared Spectroscopy(ATR FT-IR) and X-ray photoelectron spectroscopy(XPS) confirm that NCO associated with HDMS silylated PPTA pulp surface successfully. While the modified PPTA pulps are used as reinforcing fillers for silicone composites,the dispersibility and storage stability of the composites are improved as Mooney testing indicated. The silicone composites filled with modified PPTA pulps present a higher tensile strength and much higher broken elongation(3.30 MPa and 166.54%) than that with unmodified pulps(3.08 MPa and 68.47%),respectively.     

Surface modification of poly-(<Emphasis Type="Italic">p</Emphasis>-phenylene terephthalamide) pulp with a silane containing isocyanate group for silicone composites reinforcement

A silane containing isocynate groups (3-(trimethoxysilyl) propyl cyanic acid ester, NCO) associated with hexamethyldisilazane (HDMS) is used to modify the surface of poly-(p-phenylene terephthalamide) (PPTA) pulps. As concerns surface chemistry, Attenuated Total Reflection Flourier Transformed Infrared Spectroscopy (ATR FT-IR) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) confirm that NCO associated with HDMS silylated PPTA pulp surface successfully. While the modified PPTA pulps are used as reinforcing fillers for silicone composites, the dispersibility and storage stability of the composites are improved as Mooney testing indicated. The silicone composites filled with modified PPTA pulps present a higher tensile strength and much higher broken elongation (3.30 MPa and 166.54%) than that with unmodified pulps (3.08 MPa and 68.47%), respectively.     

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。