新型水性聚氨酯乳液的合成及其性能影响因素的研究

采用预聚法合成了一新型的水性聚氨酯乳液，研究了配方中异氰酸酯基和羟基的物质的量的比（-NCO／-OH）、反应温度、羧基含量对水性聚氨酯的粘度、粒径和吸水率等性能的影响。表明，随着-NCO／-OH比的增大，粘度下降，粒径增加，吸水率下降；预聚反应温度越高，越快达到异氰酸酯基的理论值，但是温度越高越易发生副反应；随着羧基含量的增加，粘度升高，粒径起初下降，最终趋于平衡，吸水率升高。     

水性聚氨酯的制备与性能研究

以异氰酸酯和多元醇为原料，合成了聚氨酯预聚体，经过扩链反应制备了自乳化水性聚氨酯聚合物。通过水兮散工艺得到水性聚氨酯乳液。测定了合成过程中异氰酸酯基（-NCO）的含量，使用红外光谱对合成的水性聚氨酯聚合物进行了结构表征，实验研究了水性聚氨酯乳液的性能变化等关系。     

水性双组分聚氨酯柔感涂料的制备及性能

以自制聚酯多元醇、二异氰酸酯为原料分别合成含羟基端水性聚氨酯及水性聚氨酯,并以亲水性脂肪族聚异氰酸酯为固化剂,添加适量助剂配制水性双组分聚氨酯柔感涂料.考察了聚酯多元醇的相对分子质量、二羟基丙酸(DMPA)的用量、-OH/-NCO比例等与涂料的稳定性、铅笔硬度、附着力、柔韧性、耐水性、耐溶剂性、耐化学品性、耐刮伤性以及耐化妆品性之间的关系.研究结果发现:合成水性聚氨酯分散体所用的聚酯多元醇的相对分子质量为2 000,DMPA质量分数为6%,合成羟基端水性聚氨酯分散体中-OH/-NCO=1.6,固化过程中-NCO/-OH=1.5～1.6时,涂料的综合性能最好.     

聚氨酯改性环氧树脂水分散体的合成

通过异氰酸酯基与羟基的反应,将醚键和羧基接入到环氧树脂分子骨架中,同时对环氧树脂进行亲水改性和增韧改性,中和成盐并水分散,合成了聚氨酯改性环氧树脂水分散体.讨论了OH/NCO值、聚醚二元醇含量、羧基含量和中和度等因素对水分散体及涂膜的影响.结果发现OH/NCO值增大,分散体外观改善,粘度下降,但涂膜吸水率增大,柔韧性下降;Diol 1 000含量的增加,乳液外观逐渐变透明,与固化剂的相容性也逐渐变好,涂膜光泽度增大,但硬度降低;-COOH含量增大,水分散体的稳定性增强;羧基中和度的增大,分散体粘度总体上呈上升趋势.     

聚酯型水性聚氨酯的合成与性能研究

采用异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)与聚酯二元醇和二羟甲基丙酸(DMPA)反应制得聚酯型水性聚氨酯乳液,讨论了-NCO与-OH摩尔比值、反应温度、扩链剂种类及催化剂等对水性聚氨酯乳液及其涂膜性能的影响。研究结果表明:较好的反应条件为初始-NCO与-OH摩尔比值2.6～4.0之间,反应温度80℃。在此反应条件下,采用二月桂酸二丁基锡/三乙胺复合催化剂及二乙烯三胺/乙二胺复合扩链剂可以得到具有良好储存稳定性、耐水性和物理性能的聚酯型水性聚氨酯。     

水性双组分聚氨酯涂料活化期研究

采用羟基丙烯酸分散体(PAD)和羟基丙烯酸乳液(PAE)与亲水改性HDI聚异氰酸酯固化剂配制水性双组分聚氨酯涂料(2KWPU)。傅立叶红外光谱（FTIR）表明PAE-2KWPU涂膜的异氰酸酯基团（-NCO）消耗速率较PAD-2KWPU缓慢。考察了PAE和PAD配制2KWPU在活化期内的变化规律,结果表明：在活化期内PAD与固化剂的混合物随贮存时间延长其粘度不断下降,涂膜的起泡程度逐渐增加,涂膜硬度、光泽、耐水性和耐化学性没有明显变化。PAE与固化剂的混合物随贮存时间的延长,粘度先下降后升高,其粘度的变化受NCO/OH摩尔比的影响,涂膜硬度先降低又增加。在活化期内2KWPU的乳液粒径均没有明显变化。     

非离子水性聚氨酯乳液的合成及性质

用预聚体分散法合成了非离子型水性聚氨酯乳液,并用红外光谱对合成的聚氨酯进行了结构表征.探讨了加料方式对预聚体乳液性能的影响、预聚反应温度对体系粘度和后期乳化的影响乳、化温度对乳化效果的影响、催化剂用量对反应速率的影响.还探讨了预聚反应比、亲水性基团含量等因素对乳液稳定性和乳胶膜性能的影响.并得到了综合性能较好的非离子型水性聚氨酯乳液.     

水性聚氨酯类湿摩擦牢度提升剂的合成与应用研究

以聚醚多元醇、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二羟甲基丙酸(DMPA)、N-甲基二乙醇胺、二乙烯三胺为主要原料,合成了水性聚氨酯湿摩擦牢度提升剂,并对其合成条件影响因素进行了探讨.实验结果表明:合成水性聚氨酯提升剂的最佳的预聚反应温度为75℃,R值(-NCO/-OH的物质的量比)为2.5,亲水性扩链剂的用量为3.92％.用此提升剂对染色棉布进行耐湿摩擦牢度测试,得出了最佳的整理工艺,结果表明:该提升剂能够有效地提高染色织物的湿摩擦深度.     

HMDI-IPDI型阳离子水性聚氨酯的合成及性能

以异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、4,4_二环己基甲烷二异氰酸酯（HMDI）、聚醚二元醇（ PTMEG_2000）为单体,用N_甲基二乙醇胺作亲水扩链剂,制备阳离子型水性聚氨酯（ WPU）,并对其进行了红外光谱和粒径分析,主要探讨了影响阳离子水性聚氨酯固含量、断裂伸长率、吸水率的因素如混合二异氰酸酯摩尔比n （ IPDI/HMDI ）、预聚时二异氰酸酯与二元醇摩尔比n（二异氰酸酯/二元醇）、N_甲基二乙醇胺用量、三羟甲基丙烷用量和中和度.结果表明：当n（ IPDI/HMDI）在0.47：1与0.23：1之间时,所制得的阳离子型水性聚氨酯的固含量、断裂伸长率和吸水率均呈较稳定的状态;预聚阶段n（二异氰酸酯/二元醇）对WPU固含量影响不大,对断裂伸长率、吸水率影响明显;MDEA的用量对固含量、断裂伸长率和吸水率都有较深的影响;TMP的用量对WPU膜的固含量、吸水率及断裂伸长率影响一般;中和度对WPU固含量以及断裂伸长率的影响不大,但对吸水率影响较大.     

水性双组分丙烯酸酯聚氨酯涂料

用内乳化剂二羟甲基丙酸(DM PA)对异氰酸酯进行改性,然后将其与丙烯酸酯多元醇反应制备了水性双组分丙烯酸酯聚氨酯涂料。研究了反应物摩尔比n(-NCO)/n(-OH)、中和度等因素对涂膜性能和外观的影响。结果表明:经DM PA改性后,增加了异氰酸酯预聚物的亲水性及其与丙烯酸酯多元醇的相容性;涂膜的拉伸强度和耐水性均有较大的提高,涂膜的外观也有所改善。     

双羟基四配位硅改性苯丙乳液的合成及性能研究

通过乳液聚合方法,制备了双羟基四配位硅改性苯丙乳液;测定了乳液的粘度、粒径分布、凝胶率、稳定性等;测定了乳液成膜后的各种性能,如吸水率、热性能分析、玻璃化转变温度、附着力、硬度等.结果表明改性的苯丙乳液比纯苯丙乳液的热性能有所提高,玻璃化转变温度有所降低,附着力提高.并得出2%含量的双羟基四配位硅改性2%乳化剂、40%固含量的苯丙乳液性能最佳.     

St-BA-羧基单体无皂乳液聚合的研究

研究了苯乙烯、丙烯酸丁酯和羧基单体（甲基丙烯酸和衣康酸）无皂乳液聚合，考察了引发剂（Ｋ２Ｓ２Ｏ８）浓度、电解质（ＮａＣｌ）浓度和甲基丙烯酸与衣康酸配比改变对乳胶粒径和表面羧基含量的影响。实验结果表明：引发剂浓度是影响粒径大小的重要因素；当ｎ（甲基丙烯酸）：ｎ（衣康酸）＝１：１时，乳胶粒表面羧基含量最高。采用无皂乳液聚合，可制得表面羧基含量高、粒径较大且具有单分散的Ｓｔ－ＢＡ－ＭＡＡ－ＩＡ乳液。     

聚甘油单硬脂酸酯乳化二甲基硅油及乳液表征

用聚甘油单硬脂酸酯复配乳化1 Pa.s的二甲基硅油,考察复配乳化剂的亲水亲油平衡值(HLB)对乳液体积平均粒径、乳液黏度、乳液离心稳定性的影响以及乳液的耐高温稳定性。结果表明:复配乳化剂HLB值对乳液体积平均粒径、黏度、离心稳定性的影响显著,选择高聚合度的亲水型乳化剂和高聚合度的亲油型乳化剂进行复配乳化,有利于形成稳定的硅油乳液。最佳乳化条件为乳化剂(二聚甘油单硬酯和八聚甘油单硬脂酸酯,HLB=10.5)、硅油和水的质量比为7∶23∶70。在最佳乳化条件下制得的乳液体积平均粒径为8.06μm,黏度为387 mPa.s,固相质量分数差为2.91%。乳液高温稳定性良好,在110℃保持5 h,乳液体积平均粒径增大至11.63μm,固相质量分数差增大至6.12%。     

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。     

悬浮态乳液聚合制备疏松多孔型丙烯腈/丙烯酸甲酯共聚物

以水为分散相,丙烯腈（AN）和丙烯酸甲酯（MA）为连续相,聚乙烯醇（PVA）为分散剂,采用悬浮态乳液聚合工艺合成了疏松多孔型丙烯腈/丙烯酸甲酯共聚物.用扫描电镜、激光衍射粒度分析仪、比表面积及孔隙度分析仪对共聚物的形态、粒径大小及分布进行了表征.系统研究了引发剂浓度、温度、水油比、分散剂用量等条件对共聚物形态与结构的影响.结果表明：随引发剂浓度的增加和温度的升高,聚合物粒径分布变宽;低的引发剂浓度对孔径分布的影响较小,但当引发剂浓度进一步升高时,虽然孔径分布并没有显著改变,但孔体积迅速增大;孔径分布随温度和水油比的升高变化并不明显.悬浮态乳液聚合工艺制得的AN/MA共聚物粒径为10—500μm.     

TEMPO/NaBr/NaClO体系下氧化淀粉的制备及其结构性能表征

以玉米淀粉为原料,以2,2,6,6-四甲基-1-哌啶氧基自由基(TEMPO)和NaBr为催化剂,NaClO为氧化剂,制备了氧化淀粉,研究氧化剂用量、氧化介质的pH、反应温度及反应时间等对氧化淀粉羧基含量和得率的影响。确定了玉米淀粉适宜的氧化条件为:NaClO质量分数为35%(以淀粉质量为基准),氧化介质的pH为10.5,反应温度0℃,反应时间2.5 h,此条件下氧化淀粉的羧基质量分数为5.30%,得率为88.8%。通过红外光谱(IR)和扫描电镜(SEM)对氧化淀粉的结构进行了表征,探讨了氧化淀粉的应用性能,氧化淀粉的糊液黏度由100 mPa.s下降至3.0 mPa.s,透光率由47.86%增加到94.19%。     

St/BA/DBMPA无皂阳离子共聚物乳胶粒研究

选用苯乙烯（St)、丙烯酸丁酯（BA）和少量的反应性阳离子共聚单体N,N－二甲基,N－丁基,N－（3－甲基丙烯酰胺基）丙基溴化铵（DBMPA）,以阳离子自由基型引发剂引发进行无皂乳液聚合,合成了稳定的无皂阳离子共聚物St/BA/DBMPA乳液。研究结果表明：增大阳离子单体浓度、引发剂浓度和主单体St/BA体积比,共聚物乳胶粒粒径减小,粒子数目增大;增大离子强度,粒径呈现一个增大－减小－增大的变化过程;粒子的表面电荷密度也由以上4个因素决定。所合成的乳液表面张力小,耐电解质和耐有机溶剂性能好,说明该乳液具有很高的化学稳定性。胶膜经高温处理后,耐水性大大提高。     

酸化返排液/原油乳状液的破乳脱水研究

 酸化返排液与原油混合可形成稳定性强的乳状液,影响原油的脱水及原油沉降罐的安全运行.通过室内实验考察温度、破乳剂加量、pH 值及降黏剂加量对乳状液黏度和破乳效果的影响,并采用显微镜观察不同阶段乳状液微观形态变化.实验表明:酸化返排液与原油混合成的乳状液其黏度随温度升高先急剧下降,后平缓下降,在温度低于40℃时乳状液稳定性较强,温度50~60℃时,随着温度升高,乳状液脱水率上升幅度不大,综合选取破乳温度为50℃;添加破乳剂有利于降低乳状液黏度,但效果不明显,破乳剂加量越大,乳状液破乳效果越好,当破乳剂加量达到150 mg/L 后,随破乳剂用量加大,乳状液脱水率上升幅度不大,综合选取破乳剂加量为150 mg/L;调节酸化返排液pH 值至6.0～7.0 有利于乳状液破乳,pH 值越高,油水界面变得棱角分明,脱出水的原油结构更加紧密;加入降黏剂后,乳状液脱水速度明显加快.研究结论对指导油田酸化改造后,井口初期返出的乳状液实施破乳具有借鉴作用.     

紫外光固化水性聚酯型聚氨酯丙烯酸酯的合成及性能

以甲苯－2,4－二异氰酸酯、聚己二酸丁二醇酯二醇、二羟甲基丙酸、丙烯酸－β－羟乙酯为原料合成了光敏性树脂。经三乙胺中和后得到稳定的自乳化体系。用红外光谱对树脂结构进行了分析,讨论了亲水基团含量和中和度对乳液粘度和形态的影响以及亲水基团含量对乳液粒径的影响。考察了二羟甲基丙酸/聚己二酸丁二醇酯二醇比例对Tg以及膜基本性能的影响。结果表明,随亲水基团(—COOH)含量的增加和中和度的提高,乳液的分散性和稳定性增强,乳液的粘度亦增大;固化膜的吸水率随—COOH含量的增加而上升;固化膜的Tg随DMPA/PBA比例的增加而上升;固化膜具有良好的性能。     

PBA/PMMA核-壳型乳液的制备及性能研究

以丙烯酸丁酯(BA)为单体,过硫酸钾(KPS)为引发剂,通过无皂乳液聚合进行了聚丙烯酸丁酯(PBA)核体的合成,并以此为种子乳液,制备PBA/PMMA核/壳结构乳液;讨论了引发剂量及水油比对种子乳液粒径及粒径分布的影响,以及PBA/PMMA核壳比对复合乳液的粘度、粒径、粒径分布的影响。通过激光粒度仪及透射电子显微镜对核/壳粒子的形态结构进行了表征。