硬段调控对PPG-MDI型阻尼聚氨酯力学和热稳定性能的影响

利用二甲苯二异氰酸酯(MDI)、聚丙二醇(PPG)、二甲硫基甲苯二胺等为原料制备硬段质量分数分别为20%、30%、40%和50%的聚氨酯(PU)样品,利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)研究其结构组成和微相分离,热重分析(TGA)和差式扫描量热仪(DSC)分析其热性能和结晶性能,动态力学分析(DMA)研究样品的力学性能和阻尼因子(tan δ)。结果表明：PPG与MDI合成的PU并未产生结晶,硬段含量的增加会提高PU的微相分离程度和拉伸强度,但阻尼因子明显降低。其中PU-50的拉伸强度达到17.27 MPa,约为PU-20的26倍。而PU-20的阻尼因子峰值达到1.01左右,硬段含量对聚氨酯的力学性能和阻尼性能均存在较大影响。     

硬段含量对热致形状记忆聚氨酯材料记忆性能的影响

以聚己二酸乙二醇酯二醇 (PEA)为软段、4,4’ -二苯基甲烷二异氰酸酯 (MDI) 1,4 丁二醇 (BDO) 含环状结构的扩链剂DPA为硬段 ,采用一步聚合法制备了一种具有热致形状记忆功能的多嵌段聚氨酯弹性体。研究了其多次形变形状记忆恢复能力 ,并且用DSC分析不同硬段含量的热致记忆聚氨酯的热行为 ,另外用WAXD对其聚集态结构进行了观察     

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。     

硬段含量对嵌段聚脲结构与性能的影响

以端氨基聚醚、异佛尔酮二异氰酸酯(IPD I)、二乙基甲苯二胺(DETDA)为主要原料,制备了一组硬段含量不同的IPD I基聚脲。通过FT-IR、DSC、SEM以及拉伸等测试手段,研究了硬段含量对聚脲羰基氢键化程度、微观结构及其力学性能的影响。结果表明:随着硬段含量的增加,脲羰基氢键化程度增加;软段相的微相分离率降低,硬段有序程度增大。硬段含量为35%时材料的力学性能较佳。     

软硬段对脂肪族水性聚氨酯的性能影响

合成了一系列脂肪族水性聚氨酯,考察了软段种类和硬段异氰酸酯结构对产物力学性能、耐介质性及热稳定性的影响。     

具有规整硬段的聚醚型水性聚氨酯脲的制备与性能

以二苯基甲烷二异氰酸酯、二羟甲基丙酸、1,4-丁二醇、异佛尔酮二异氰酸酯和乙二胺为硬段,聚醚多元醇为软段,通过分子设计采用分步合成法,制备了具有规整硬段和良好分散性能的聚醚型聚氨酯脲(PUU)水分散液。测定了PUU水分散液及其成膜后的物理、力学性能,并表征了这类水性PUU的氢键、结晶和微相分离行为。结果表明:随硬段含量的增加,PUU水分散液的粒径减小,稳定性增加,室温贮存期大于1年;与一步法制备的水性PUU相比,由分步法制备的水性PUU的硬段具有较好的有序结构,氢键化程度高,结晶度大,软硬段间的微观相分离程度高,成膜后具有优异的耐水性能与力学性能。此外,与具有相同规整硬段的聚酯型水性PUU相比,这类聚醚型水性PUU膜显示出更好的耐水性能。     

聚氨酯衍生物大单体对聚醋酸乙烯酯胶黏剂性能的影响

为了提升聚醋酸乙烯酯(PVAc)乳液胶黏剂的热性能和力学性能,制备了5种不同分子量的聚氨酯衍生物大单体,将其与醋酸乙烯酯等主单体进行半连续种子乳液共聚合,得到了5种聚氨酯衍生物大单体接枝改性的PVAc乳液胶黏剂。结果表明,随着聚氨酯衍生物大单体分子量的增大,改性后PVAc乳液胶黏剂体系内软段数目增多,玻璃化转变温度降低,粒径、乳胶膜的表面粗糙度及持黏力增大,热稳定性、初黏力及180°剥离强度先上升后下降;当多元醇为分子量600的聚乙二醇(PEG-600)时,聚氨酯衍生物大单体改性后的PVAc乳液胶黏剂的综合性能最佳。     

室温固化聚氨酯胶黏剂的研制

研制了一种室温固化无溶剂双组分聚氨酯胶黏剂,具有较高的黏接强度及良好的韧性,在保持室温剪切强度为37.1MPa的同时,扯断伸长率为104％,200℃仍有3．8MPa的强度;分析并详细探讨了硬段含量不同体系性能的变化：通过对热失重曲线及恒温失重的考察表明体系具有良好的耐热老化性能,同时考察了体系的耐水性及耐油性,结果表明体系具有优异的耐介质性能。     

聚氨酯硬段堆叠结构的再发现：类结晶行为

利用傅里叶变换红外技术（FT-IR）首先阐明了本文工作中的聚氨酯氢键缔合程度或微相分离程度与热历史无关,只与样品所处温度有关。其次,利用差示扫描量热法（DSC）探究了升降温过程中出现的热效应,发现热效应所对应的硬段缔合结构与聚合物结晶行为非常相似,例如有缔合核存在下的快速生长、硬段较多时的快速生长、等温退火后生成特定的缔合结构等。综合以上实验结果可以发现,这些缔合结构的行为非常类似于高分子晶体。但与传统观点不同的是,微相分离与这些潜在的类结晶行为是两个独立的过程。     

嵌段聚氨酯脲的氢键与形态研究——硬段含量的影响

合成了不同硬段含量的聚醚型嵌段聚氨酯脲弹性体。借助ＩＲ研究了氢键分布随硬段浓度的变化，利用ＳＥＭ、ＴＥＭ直观地展示了微区特性。研究表明，氢键主要在硬段间形成。随硬段含量的提高，硬段的内聚力指数提高，硬段微区形态由无序向有序发展，相分离程度不断完善。     

聚氨酯硬段中非平面环含量对其多尺度性能的影响

首先以对苯二异氰酸酯（PPDI）和对苯二酚二羟乙基醚（HQEE）为硬段,聚四氢呋喃醚二醇（PTMG）为软段合成基础聚氨酯化合物。在第一种系列中,保持HQEE不变,以异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）逐步替换PPDI,直至完全替换;在第二种系列中,保持PPDI不变,以1,4-环己烷二甲醇（CHDM）或螺环乙二醇（SPG）逐步替换HQEE,直至完全替换。用AFM单分子力谱对这些聚氨酯样品进行单分子链拉伸模量和库恩链长度的测量,结果表明：不同结构取代苯环后,各自的库恩链长受到的影响较小,而各自的单分子链模量受到影响较大;分子链模量的演变规律并不是简单的模量叠加,各种类型的结构对模量的影响规律各不相同。由于受到分子链结构的影响,一系列聚合物的微相分离和宏观性能也发生了显著的变化。通过本文研究结果,可以清楚地看到微观结构的改变对聚氨酯微观和宏观性能的多尺度影响。     

低粘度高固含量聚氨酯胶粘剂的研制

主要介绍了一种低粘度、高固含量聚氨酯系列胶粘剂的制备方法和性能。研究中通过改变聚酯多元醇的结晶度以及-NCO／-OH的比例来降低聚氨酯胶粘剂的粘度。在干式复合生产中，此胶类粘剂可以在较高的固含量下使用，减少稀释剂醋酸乙酯的使用量。     

水性形状记忆聚氨酯的合成及其在织物上的应用

聚己内酯二元醇(PCL)为结晶软段,异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为硬段,合成硬段含量不同的一系列交联型水分散形状记忆聚氨酯(SMPU).通过FTIR、DSC、XRD、透湿性和形状记忆性能测试等,研究了硬段含量对形状记忆聚氨酯(SMPU)结构与性能的影响以及形状记忆聚氨酯在织物涂层上的应用.结果表明:随着硬段含量的提高,聚氨酯的结晶熔融温度升高,结晶度下降,形状回复率先增大再减小.当硬段为28.6%时,形状回复率达到最大为94%.经SMPU处理过的织物随着SMPU硬段含量的增加,透湿量降低;随着温度的升高,透湿量增大.形状回复角较未经处理的织物原样有明显增大.     

含聚乳酸软段聚氨酯材料的结构与性能研究

以左旋丙交酯（L-LA）为原料,首先合成左旋聚乳酸二元醇（PLLA）,然后以PLLA、聚四氢呋喃二元醇（PTMG）为软段,4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯（HMDI）、1,4-丁二醇（BDO）为硬段,采用二步法合成一系列含PLLA软段的聚氨酯化合物。通过核磁氢谱、红外分析、差示扫描量热仪、力学性能测试等手段确认并分析了含PLLA软段的聚氨酯弹性体结构与性能的关系。结果表明,软段的性质如玻璃化转变温度、熔点等会明显影响聚氨酯材料的玻璃化转变温度和熔点;虽然刚性软段PLLA可以显著提升聚氨酯材料的力学性能,但是也会导致材料在大应变下的首次回复性能大幅下降。     

湿热作用对聚氨酯材料力学性能影响的研究

利用SDH—401型高低温恒湿箱对聚氨酯弹性体进行了7 d的实验。选取Ⅱ型哑铃状标准件利用W-WDW-20型非金属材料万能试验机进行了大变形拉伸试验。研究了聚氨酯弹性体材料在不同的试验周期下拉伸力学行为,得到了未湿热老化和不同试验周期共八组材料的拉伸应力-应变关系曲线和聚氨酯弹性体材料各力学性能指标。由此分析了随着试验周期的不同湿热作用对聚氨酯弹性体力学性能影响及其老化率随湿热作用的变化规律。结果表明,湿热作用对材料的弹性模量,屈服强度,定伸应力与断裂伸长率等力学性能及其老化率有显著的影响,随着试验周期的增长材料的这些力学指标下降明显。     

混合扩链剂对聚氨酯弹性体宏观性能的影响

以4,4′-二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）和聚四氢呋喃均聚醚（PTMG）为原料合成聚氨酯（PU）预聚体（A组分）,三羟基聚醚多元醇（330N）分别与1,4-丁二醇（BDO）或乙二醇（EGO）混合作为扩链剂（B组分）,将A、B组分聚合制备PU弹性体。探讨330N/BDO与330N/EGO不同体系以及各体系不同质量比对PU弹性体热性能和机械性能的影响。结果表明,330N/BDO体系的软段玻璃化转变温度（T_gs）较低,硬段熔融热较高,随着330N/BDO质量比的下降,T_gs 上升,硬段熔融热增加;330N/EGO体系的拉伸强度、硬度稍高,而断裂伸长率和滞后损失（tan δ ）有较大落差,随着330N/EGO质量比的下降,弹性体的拉伸强度和硬度增加,断裂伸长率和滞后损失降低。     

雨季坑槽修补用聚氨酯的制备及路用性能研究

以二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI50)和改性蓖麻油多元醇(BHA130)为主要原料,制备了单组份聚氨酯(SPU);将SPU与玄武岩骨料混合,得到单组份聚氨酯混合料(SPUM);研究了异氰酸酯(NCO)含量对SPU力学性能和耐水性能的影响,以及NCO含量和浸水时间对SPUM路用性能的影响,并通过对雨季路面坑槽的实际修补,验证了SPUM的修补效果。结果显示：在本文的实验范围内,随着NCO含量的增加,SPU的拉伸强度、拉伸剪切强度、平衡吸水率增大,断裂伸长率减小;NCO含量为12%(质量分数)时,SPU的综合性能相对较优,其拉伸强度为23.0 MPa,水下拉伸剪切强度为2.75 MPa,平衡吸水率为3.49%;SPUM的劈裂强度随NCO含量增加和浸水时间延长而增大,肯塔堡飞散损失率小于4%;浸水20 min时,SPUM的马歇尔稳定度可达8.47 kN;使用NCO含量为12%的SPUM对雨季路面坑槽进行修补,修补后8个月坑槽未发生明显磨损。以上结果表明,制备的SPUM的修补强度高、水稳定性好,能够用于雨季路面坑槽的修补。