一种POSS掺杂改性聚氨酯水性分散体乳液的制备和性能研究

本文采用化学方法制备了一种多面体低聚倍半硅氧烷（POSS）掺杂改性的聚氨酯水性分散体乳液,并采用投射电镜、扫描电镜、粒径分析、热失重、紫外-可见光吸收和涂膜力学性能等测试手段对该POSS掺杂聚氨酯分散体及其涂膜的微观结构、热、光和力学等性能进行表征和研究。实验结果表明,该乳液具有良好的室温贮存稳定性能（>3月）,POSS与水性聚氨酯分散体具有良好的相容性和协同增强效应。POSS的掺杂改性不仅能够提高聚氨酯涂膜的耐热性能,显著提高水性聚氨酯涂膜的硬度和耐水性,同时该掺杂聚氨酯涂膜还具有优异的抗紫外光能力。     

有机硅改性水性聚氨酯乳液的制备及性能

采用自乳化法合成了有机硅改性水性聚氨酯乳液.通过傅里叶红外光谱(FTIR)对其结构进行了表征.分别讨论了有机硅和二羟申基丙酸(DMPA)含量对乳液粒径、黏度及其涂膜的表面疏水性、力学性能、附着力、耐冲击性等性能的影响.结果表明:当有机硅含量为10%时,有机硅改性水性聚氨酯的综合性最好;同时,降低DMPA含量可以提高涂膜的耐水性,改善其综合性能.     

A-172/丙烯酸酯接枝改性水性环氧树脂的制备与性能

通过环氧树脂与丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯及有机硅氧烷单体乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷(A-172)的接枝共聚反应,向环氧树脂中引入亲水性基团,使环氧树脂水性化,并在改性环氧树脂骨架中引入有机硅氧烷单元,改进环氧树脂的柔韧性和耐候性,制备具有良好水分散性和优异综合性能的有机硅氧烷接枝改性水性环氧树脂;在采用红外光谱分析接枝产物结构的基础上,采用透射电镜(TEM)、原子力显微镜(AFM)以及差示扫描量热仪(DSC)对A-172含量不同的接枝产物的水分散体及其涂膜进行了详细表征,并结合对涂膜机械性能的测试结果,分析了A-172用量对水性环氧乳液固化涂膜的微观结构及宏观性能的影响。结果表明,当A-172的质量分数为环氧树脂的6%时,改性环氧树脂乳液具有良好的分散性能和储存稳定性,其固化涂膜的耐水性、柔韧性和抗冲击强度等性能得到很大改善。     

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.     

有机硅改性水性聚氨酯乳液的研究

由甲苯二异氰酸酯、聚醚多元醇与二羟甲基丙酸反应制得聚氨酯预聚体,加入含侧氨乙基氨丙基聚二甲基硅氧烷齐聚物水乳液扩链改性,得到一系列有机硅改性水性聚氨酯乳液.用红外光谱对产物进行结构表征.考察了有机硅含量对胶膜耐水性和力学性能的影响.结果表明改性后的水性聚氨酯分散体稳定性好,膜的手感柔软,吸水性降低,对力学性能的影响不大.     

二甲基二氯硅烷改性接枝环氧树脂的合成研究

环氧树脂与甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯以及苯乙烯接枝共聚,合成了接枝环氧树脂水分散体,采用二甲基二氯硅烷（DMS）来改性接枝环氧树脂分散体,通过对乳液的粒径分析以及对聚合产物的结构表征,并考察了乳液及涂膜性能的影响。研究表明,有机硅的引入影响接枝环氧水分散体的粒径分布,提高了固化涂膜的热分解温度,提高了固化涂膜的耐水性、粘结性和机械性能。     

氨基硅油改性水性聚氨酯整理剂的合成及应用

以聚四亚甲基醚二醇、异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、二羟甲基丙酸（DMPA）、氨基硅油为主要原料,合成了氨基硅油改性水性聚氨酯乳液．采用红外光谱（FTIR）确认了聚合物的结构;通过接触角、耐水实验测试了聚合物拒水、耐水性能;采用氨基硅油改性水性聚氨酯乳液对羊绒针织物进行整理,测试了羊绒织物的抗起毛起球性能．结果表明,随着氨基硅油接入量的提高,聚氨酯涂膜的耐水、拒水等性能得到提高．经整理的羊绒针织物抗起毛起球性提高了1～2级,羊绒织物的柔软性不受影响．     

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.     

水性双组分聚氨酯涂料的活化期研究

分别采用水性羟基聚丙烯酸酯分散体(PAD)和羟基聚丙烯酸酯乳液(PAE)与亲水改性多异氰酸酯固化剂配制水性双组分聚氨酯涂料(2K-WPU),通过黏度、硬度、光泽度和耐化学介质性能等测试,研究了2K-WPU在不同放置时间内的物理化学行为.结果发现:随放置时间的增加,PAD型2K-WPU的黏度降低,涂膜的起泡程度逐渐增加,涂膜硬度先降低后增加,3h后耐化学介质性能下降;PAE型2K-WPU的黏度变化无规律,涂膜硬度逐渐降低,4h后耐化学介质性能下降,气泡相对较少;PAD型和PAE型2K-WPU的粒径和光泽均无明显变化;PAE型2K-WPU的活化期一般在4h以内,而PAD型的更短,但涂膜的综合性能更优.因此施工前不能根据2K-WPU的黏度变化来判断其活化期,而须根据涂膜耐化学介质性能和外观变化来判断.     

阳离子水性聚氨酯表面施胶剂的制备及其应用

以甲苯二异氰酸酯（TDI）、聚酯二元醇、1,4-丁二醇和亲水扩链剂为原料,采用“内乳化法”制备阳离子水性聚氨酯乳液,讨论亲水扩链剂的种类和用量、中和方式、扩链温度等对聚氨酯乳液及其涂膜性能的影响,并将制得的聚氨酯乳液用于瓦楞原纸、涂布原纸的表面施胶．结果表明：其施胶效果良好,对纸页的相关性能具有明显的改善作用．     

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.     

Interfacial interaction between polyurethane/poly (methacrylateco-styrene) coating and the regenerated cellulose film

Water-resistant films were prepared by coating the surface of regenerated cellulose films with castor oil-based polyurethane (PU)/ poly-(methacrylate-co-styrene) [P (MA-St)]. The effects of the ratio of PU to P (MA-St) copolymer on tensile strength (dry and wet states), vapor permeability, size stability, and water resistivity of the coated films were studied. The interfacial interaction between cellulose and the PU/P (MA-St) coating was analyzed using infrared (IR), ultraviolet (UV), scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), differential thermal analysis (DTA), and electron probe microanalysis (EPMA). The results indicated that the mechanical properties and water resistivity of the coated films significantly enhanced, and the biodegradability was displayed, when the ratio of PU to P (MA-St) was 8∶2 by weight. The chemical bonds and hydrogen bonds between the cellulose, PU, and the copolymer exist in the coated films. It is regarded that PU/P (MA-St) semi-interpenetrating polymer networks (IPNs) were formed, and a shared network of PU with both the cellulose and the coating in the coated film occurred simultaneously resulting in a strong bonding between the coating layer and the film. Supported by the State Economy and Trade Commission of China Gong Ping: born in 1963, Ph. D candidate     

Interfacial interaction between polyurethane/poly (methacrylateco-styrene) coating and the regenerated cellulose film

Water-resistant films were prepared by coating the surface of regenerated cellulose films with castor oil-based polyurethane (PU)/ poly-(methacrylate-co-styrene) [P (MA-St)]. The effects of the ratio of PU to P (MA-St) copolymer on tensile strength (dry and wet states), vapor permeability, size stability, and water resistivity of the coated films were studied. The interfacial interaction between cellulose and the PU/P (MA-St) coating was analyzed using infrared (IR), ultraviolet (UV), scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), differential thermal analysis (DTA), and electron probe microanalysis (EPMA). The results indicated that the mechanical properties and water resistivity of the coated films significantly enhanced, and the biodegradability was displayed, when the ratio of PU to P (MA-St) was 8∶2 by weight. The chemical bonds and hydrogen bonds between the cellulose, PU, and the copolymer exist in the coated films. It is regarded that PU/P (MA-St) semi-interpenetrating polymer networks (IPNs) were formed, and a shared network of PU with both the cellulose and the coating in the coated film occurred simultaneously resulting in a strong bonding between the coating layer and the film. Supported by the State Economy and Trade Commission of China Gong Ping: born in 1963, Ph. D candidate     

水性丙烯酸树脂/银导电油墨的制备及表征

采用液相化学还原法,以聚乙烯吡咯烷酮（PVP）、硝酸银（AgNO₃）及水合肼（N₂H₄·H₂O）制备银纳米粒子;以丙烯酸树脂/丙烯酸乳液为粘接料,将纳米银粉加入并辅以其他填料,制备水性导电油墨;最后将导电油墨涂覆在聚对苯二甲酸类（PET）薄膜表面成型。对银纳米粒子和油墨进行了X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）及扫描电子显微镜（SEM等表征,研究了纳米银粉的添加量和热处理温度等对油墨导电性能和界面结合力的影响,结果表明：当纳米银粉质量分数为64.0%,热处理温度为150℃时,薄膜表面电阻达到0.9Ω/□,导电油墨与聚对苯二甲酸类（PET）基体的附着力达到美国材料与试验协会（ASTM）5B级,并具有良好的耐湿和耐温性。     

蒙脱土／水基聚氨酯纳米复合材料的动态力学分析——复合乳液界面变化的影响

以接枝有磺酸钠的聚己二酸1，4-丁二醇酯二醇、Na基蒙脱土等为原料制备了蒙脱土／水基聚氨酯纳米复合物。通过研究复合乳液界面变化对复合物膜动态力学行为的影响，分析了其相态结构与组成的内在联系。结果表明，复合乳液界面层的厚度增大和水合程度降低使复合物膜嵌段结构中软、硬段之间的相容性增加。     

水性聚氨酯木器涂料的研制

采用水性聚氨酯分解体配制水性木器涂料，研究树脂、共溶剂和润湿流平剂、消泡剂乖因素对涂膜性能的影响，采用正交试验优选了最佳配方。     

含刚性环结构的光固化水性有机硅聚氨酯丙烯酸酯的性能研究

将丙烯酸异冰片酯（IBOA）和二乙醇胺（DEA）反应,合成了一种新颖的带有刚性环结构的单体3-（N,N-二羟乙基氨基）丙酸异冰片酯（DEAIBOA）,然后将DEAIBOA引入水性有机硅聚氨酯丙烯酸酯分子中,合成了一系列具有不同刚性环含量的有机硅聚氨酯丙烯酸酯水性低聚物（IBOA-WSPUA）。系统研究了低聚物中刚性环含量对乳液稳定性、光聚合性能及其固化膜的物理力学性能、玻璃化转变温度和附着力的影响,结果表明：所合成的5种低聚物的分子量均接近单分散,粒径分布均匀,具有良好的乳液稳定性及光聚合性能,双键的最终转化率均在85%以上;随刚性环含量的增加,低聚物固化膜的拉伸强度、玻璃化转变温度和铅笔硬度逐渐增大;低聚物固化膜的附着力得到明显改善,在聚碳酸酯（PC）、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）及玻璃基材上均达到5B。     

含氟聚氨酯大分子单体自组装薄膜的制备及摩擦性能

用己二酸和乙二醇在一定的条件下通过酯化和缩聚两步反应合成聚己二酸乙二醇酯（PEA）,测所得聚酯二元醇的酸酯（Av）和羟值（Qv）,得到合成聚氨酯大分子单体的原料.聚己二酸乙二醇酯（PEA）与等量的甲苯-2,4-二异氰酸酯（TDI-100）反应,加入十三氟-1-辛醇封端,得到含氟聚氨酯大分子单体（FPUOH）.利用分子自组装技术在玻璃基片表面制备含氟聚氨酯薄膜,对其进行结构表征和性能测试.亲水性测试结果表明,自组装薄膜与水的接触角为76.8°,证明了自组装薄膜制备的成功.微摩擦测试结果表明,含氟聚氨酯大分子自组装薄膜修饰的基底具有很好的减摩润滑效果,当载荷为400mN时,自组装薄膜的稳定摩擦系数达到0.09,适合作为轻载荷下的润滑防护保护膜.