柠檬烯基聚氨酯水分散体的制备及其性能研究

以柠檬烯为原料,通过巯基-烯点击化学反应合成了柠檬烯基二元醇(LDO)和羧酸型柠檬烯基亲水扩链剂(LHCE)。将这两种扩链剂代替1,4-丁二醇(BDO)和2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)比较制备了四种聚氨酯水分散体。采用核磁(NMR)确认了两种扩链剂的结构,通过凝胶渗透色谱(GPC),粒径,红外光谱(IR),动态机械分析(DMA),热重分析(TGA),对柠檬烯基水性聚氨酯乳液及胶膜的性能进行了研究。研究结果表明:采用柠檬烯基扩链剂可制备出稳定的聚氨酯水分散体,并且柠檬烯基聚氨酯膜的储存模量、玻璃化转变温度(Tg)较不含柠檬烯聚氨酯膜有明显提升。     

亲水链段PEG分子量对水性聚氨酯浇铸膜结晶性的影响

采用二级扩链技术，合成了同时具备阴离子型和非离子型大分子链结构的水性聚酯分散液，以红外光谱技术，就预聚反应时间和温度对反应程度的影响进行了表征，认为当初始合成温度为70℃时，以丁酮为稀释剂、DMPA为离子型亲水单体、乙二醇为一级扩链剂、三乙胺中和剂，三乙烯四胺为二级扩链剂，控制nNCO／nOH＝1．3，预聚反应5h，扩链反应2－4h，可获得具有良好稳定性的水性聚氨酯分散液，采用XRD、DSC等技术，研究了亲水链段PEG分子量对水性聚氨酯浇铸膜结晶性的影响，证实了所合成的水性PU结晶形态属于单斜晶系，且软链段结晶致密度程度随PEG分子量的增大而增加。     

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.     

扩链剂对UV固化聚氨酯性能的影响

以聚己二酸一缩二乙二醇酯-2000为软段,不同二元醇扩链剂和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为硬段,丙烯酸羟乙酯(HEA)封端,采用预聚体法合成UV固化聚氨酯.分析了不同二元醇扩链剂的相对动力学活性;通过红外光谱表征了光固化聚氨酯树脂的结构,研究了不同的二元醇扩链剂对光固化膜力学性能、耐热性能和使用性能的影响.结果表明,反应温度80℃,乙二醇(EG)与苯基异氰酸酯(PI)的反应速率最快,1,2-丙二醇(1,2-PEG)与PI的反应速率最慢;以1,4-环己烷二甲醇(CHDM)为扩链剂的聚氨酯膜力学性能和耐热性最好.     

扩链剂对水性聚氨酯乳液的影响

通过自乳化聚合引入低分子扩链剂制得具有嵌段结构的阴离子型水性聚氨酯乳液。研究了不同扩链剂及其用量对聚醚型和聚酯型聚氨酯乳液的影响。结果表明,以乙二醇为扩链剂制得的聚氨酯乳液稳定性较好,且所得的聚酯型聚氨酯涂膜的力学性能也较好,但耐水性较差。扩链剂的最佳用量为2.05%(质量分数)左右。     

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。     

阳离子型水性聚氨酯的研制

以聚乙二醇(PEG)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、N-甲基二乙醇胺(MDEA)为主要原料,用自乳化法合成了阳离子型水性聚氨酯;探讨了合成反应工艺条件.研究表明,较佳的合成工艺条件为:制备预聚物时n(NCO)/n(OH)比值为3:1;以N—甲基二乙醇胺为扩链剂,采用“饥饿加料”方式,其用量为预聚物质量分数的5.0%~6.0%;预聚物合成反应温度为60℃,反应时间3 h;扩链反应的反应温度40℃,反应时间5 h;中和度为80%~100%.在此工艺条件下,合成的阳离子型水性聚氨酯具有良好的稳定性能.     

淀粉基可生物降解水性聚氨酯的合成及其NMR研究

采用聚己二酸乙二醇酯二元醇(PEA)、异佛而酮二异氰酸酯(IPDI)、二羟甲基丙酸(DMPA)、乙二胺(EDA)和淀粉等为原料,通过预聚体法合成了淀粉基可生物降解水性聚氨酯.对主要原料和产物进行了1H和13C NMR研究,结果表明,在预聚体的扩链阶段加入淀粉,可以使淀粉分子以某种形式参与反应,引入聚氨酯产物中.土埋法实验表明,添加淀粉的水性聚氨酯的生物降解性明显增加.     

碳酸乙烯酯衍生物的合成、结构表征及其对聚氨酯热熔胶性能的影响

环状碳酸乙烯酯(EC)分别与乙二胺、己二胺开环反应合成1,2-乙二氨基甲酸羟乙酯(EDHU)与1,6-己二氨基甲酸羟乙酯(HDHU),用FT-IR、1 H-NMR、13C-NMR等手段对其结构进行表征并作为扩链剂与二异氰酸酯(MDI)、聚酯多元醇反应制备聚氨酯热熔胶,对热熔胶的黏结性能、结晶性能、微相分离程度、表面张力及流变性能进行研究,结果表明:EDHU与HDHU作为扩链剂合成的聚氨酯热熔胶的微相分离程度分别为91.2%和83.9%,与传统的1,4-丁二醇(BDO)扩链剂合成的热熔胶相比,EDHU合成的热熔胶黏结强度提高了20%。     

HTPB/TDI/MCDEA型聚氨酯弹性体的研制

以端羟基聚丁二烯(HTPB)、甲苯二异氰酸酯(TDI)为主要原料合成预聚体,以4,4’-亚甲基双(3-氯-2,6-二乙基苯胺)为扩链剂,通过浇铸成型制备聚氨酯弹性体。实验采用电子万能试验机和邵氏A硬度计对聚氨酯弹性体的力学性能进行了测试,结果表明:当预聚体NCO含量为4.13%、NH2/NCO摩尔比为0.90时,聚氨酯弹性体的综合力学性能最佳;后硫化时间、环境湿度对聚氨酯弹性体的力学性能均有一定影响,使用新型扩链剂4,4’-亚甲基双(3-氯-2,6-二乙基苯胺)制得的聚氨酯弹性体的力学性能普遍好于扩链剂MOCA。     

聚氨酯-环氧树脂-松香复合乳液的合成与表征

以聚已内酯二醇、甲苯二异氰酸酯、二羟甲基丙酸为基料, 以三羟甲基丙烷为交联剂,采用环氧树脂和松香对水性聚氨酯进行改姓,制备出环氧树脂和松香改性的聚氨酯复合乳液。用傅立叶变换红外光谱、粒度分析仪、凝胶渗透色谱、综合热分析仪等对其进行了表征。红外分析表明,环氧树脂中的羟基与异氰酯基发生反应,生成了氨基甲酸酯基,同时环氧基进行了开环反应,接枝到聚氨酯分子上;松香中羧基也参与了体系的反应,最终形成了环氧和松香改性水性聚氨酯。环氧树脂和松香含量增大,都会导致乳液粒径增大。改性后聚氨酯复合乳液的相对分子质量有一定程度的增大,达7.43Х105g.mol-1。三羟甲基丙烷用量对剥离强度有显著影响,其用量以不超过2.7%为宜。改性后聚氨酯的相容性好, 其胶膜分解温度高达260℃。采用该乳液制成的胶粘剂对多种复合薄膜具有较强的粘接能力。     

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%。     

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。     

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.     

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。     

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.     

PRIMARY APPLICATION OF THE WATER SOLUBLE POLYURETHANE (WPU) TO PROTEIN FABRICS

The primary application of the water soluble polyurethane (WPU) in protein fabrics was investigated. Both WCRA (wet crease recovery angle ) and DCRA ( dry crease recovery angle ) of silk fabrics finished with WPU were increased, and the other properties were only slightly influenced. As a formaldehyde - free silk finishing agent, WPU was proved to have a great future. The felting shrinkage ratio of wool fabrics treated by only WPU was reduced to 12.5% from 36.7%. On the basis of Oxidation/ Resin process, the felting shrinkage ratio of treated wool was 8.7%, and almost reached "Machine washable" level.     

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.     

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。     

高强度聚氨酯乳液的合成与性能研究

采用甲苯二异氰酸酯（TDI）、聚合物多元醇和二羟甲基丙酸（DMPA）反应制得聚氨酯乳液,讨论了不同的聚合物多元醇,-NCO与-OH摩尔比值,三羟甲基丙烷（TMP）和DMPA对乳液胶膜力学性能的影响,研究结果表明,当采用聚酯二元醇ODX-218,-NCO与-OH的摩尔比值为1.5,TMP和DMPA含量为2.0%和7.0%时,可以得到胶膜力学性能好的聚氨酯乳液。