水性聚氨酯/纳米羟基磷灰石复合材料的制备和表征

以聚乙二醇、聚己内酯二元醇为软缎,赖氨酸为扩链剂,和异佛尔酮二异氰酸酯采用丙酮法合成了固含量为10%的水性聚氨酯(WPU)乳液.并采用物理共混法,与纳米羟基磷灰石(nHA)物理混合,制备了WPU/nHA复合材料.通过X射线衍射(XRD),拉伸测试,接触角和吸水率测试,对复合材料薄膜的结构和性能做了表征和讨论.     

改性水性聚氨酯涂层的制备及其性能分析

本文以甲苯-2,4-二异氰酸酯（TDI）、聚乙二醇（PEG）、2,2-二羟甲基丙酸（DMPA）和乙醇酸（GA）为主要原料,制备了一系列具有羧基官能团的水性聚氨酯分散液（PU）,并采用红外光谱对其结构进行了分析。通过与带有氮丙啶基聚氨酯交联剂进行室温固化,得到了具有优良耐水性及力学性能的涂层材料。     

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。     

丝素/水性聚氨酯膜的制备及表征

首次采用丝素粉体和水性聚氨酯按不同比例混合,经热压法成功制备出丝素/聚氨酯共混薄膜.红外光谱、X-射线衍射、动态力学分析及拉伸实验结果表明:聚氨酯的加入,促进了丝素蛋白分子β-折叠结构的形成,导致丝素结晶度提高;丝素含量越大,共混膜中聚氨酯的玻璃化温度越低,共混膜的拉伸断裂强度和初始模量越高;当丝素含量从0到70%变化时,试片的断裂强度由0.6 MPa增大到10.4 MPa,断裂伸长率从1065%下降到47.5%.聚氨酯的加入改善了共混膜的弹性,韧性随聚氨酯含量的增大而增大.     

环氧树脂用量对水性聚氨酯胶膜结晶性能的影响

以异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、聚己二酸1,4-丁二醇酯为主要原料,1,4-丁二醇为小分子扩链剂,乙二胺基乙磺酸钠为亲水性扩链剂,环氧树脂E-51为改性剂,合成了固含量为50%的环氧树脂改性磺酸盐型水性聚氨酯乳液,并采用FT-IR、XRD、SEM、AFM、DSC和DMA方法考察环氧树脂用量对乳胶膜结晶性能的影响.结果表明:随着环氧树脂用量的增多,XRD谱图中21.2°和24.3°处的两个尖锐的谱峰高度明显变小,SEM和AFM图中乳胶膜硬段和软段的相分离程度显著减弱,DSC曲线上可以观察到清晰的胶膜熔融峰和结晶峰,胶膜的结晶度减小,DMA曲线上改性树脂软段的玻璃化温度有朝低温方向移动的趋势,说明环氧树脂的加入降低了聚氨酯胶膜的结晶性能.     

脂肪族水性聚氨酯性能的研究

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和聚四亚甲基二醇(PTMG)及二羟甲基丙酸(DMPA)为主要原料制备了水性聚氨酯乳液，并对乳液的性能进行了测试和分析。结果表明，二羟甲基丙酸(DMPA)用量、n(NCO)／n(OH)及扩链荆是影响乳液及胶膜性能的主要因素。     

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.     

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。     

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.     

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。     

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。     

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。     

鞋用水性聚氨酯胶粘剂的合成及性能研究

采用甲苯二异氰酸酯（TDI）、聚酯多元醇和二羟甲基丙酸（DMPA）为主要原料,经分步预聚后在水中自乳化合成了阴离子型水性聚氨酯胶粘剂．实验表明：DMPA用量、加入方式（粉末加入法或溶解加入法）、反应时间、反应温度及乳化工艺的选择是影响乳液及胶膜性能的主要因素．     

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。     

塑料印刷油墨用水性聚氨酯的合成

以聚酯、三甘醇、二羟甲基丙酸、异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）为原料,合成了阴离子脂肪族水性聚氨酯分散液,研究了改变二异氰酸根与羟基的物质的量比、三甘醇的用量等对黏度、硬度、表观等综合性能产生的影响．结果表明：当异氰酸酯基和羟基的物质的量比n（异氰酸酯基）：n（羟基）=1．8：1,n（二羟甲基丙酸）：n（多元醇）=2：1,n（PBA）：n（三甘醇）=2：3～1：1时所合成的脂肪族水性聚氨酯符合印刷油墨要求．     

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。     

单组分水性聚氨酯纳米乳液的性能与应用

研究了用蓖麻油代替部分聚醚通过丙酮法合成的单组分水性聚氨酯纳米乳液的性能与应用。探讨了R(NCO／OH)值、亲水单体含量、扩链剂的用量等因素对乳液粒径、贮存稳定性、机械力学等性能的影响。用IR光谱表征了聚氨酯树脂的结构，用激光散射粒径分析仪测定了乳液粒子的粒径．制得的乳液粒径小于50nm，贮存稳定期超过6个月。通过与适当的助剂或颜料进行配伍，配制出应用范围广泛、涂膜性能优异的单组分乳胶清漆和色漆。     

磺酸型水性聚氨酯分散体的合成与性能

以聚己二酸丁二醇酯二醇(PBA)为软段、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为硬段、自制的磺酸盐N-(2-氨基乙基)-2-氨基乙磺酸钠(AAS)为亲水单体,文章采用预聚体法制备了磺酸型水性聚氨酯(WPU)分散体;分别采用FT-IR和TEM对表征WPU的结构和粒子形态进行了考察,研究了不同n(HDI)∶n(IPDI)及亲水单体质量分数对磺酸型WPU乳液性能的影响。结果表明,随着n(HDI)∶n(IPDI)的增大或AAS质量分数的增加,粒径减小但乳液黏度增加;TG曲线显示胶膜有很好的耐热性;DSC曲线表明,随着AAS用量的增加,磺酸型WPU玻璃化转变温度降低,结晶熔融温度则呈增大趋势。     

水性紫外光固化聚氨酯丙烯酸酯树脂的合成

采用甲苯二异氰酸酯、聚丙二醇、二羟甲基丙酸和丙烯酸羟乙酯合成了水性紫外光固化聚氨酯丙烯酸酯树脂,并用高支化聚酯对其进行了改性,研究分析了影响树脂水溶性和感光性的各种因素。结果表明,树脂亲水性与亲水基团含量呈正比;以819-DW为光引发剂,质量分数为3%时,涂膜光固化速度最佳;经高支化聚酯改性后的涂膜的综合性能有了较大的提高,质量分数为10%时,涂膜的综合性能最佳。