聚酯型水性聚氨酯胶膜结晶性与耐热性的关系

以聚己二酸1,4-丁二醇酯、1,4-丁二醇、六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、N-(2-氨基乙基)-氨基乙烷磺酸钠、二羟甲基丙酸和乙二胺为主要原料,通过丙酮法合成了不同软段相对分子质量、硬段含量、硬段种类、亲水扩链剂及以液体石蜡共混改性5个系列的水性聚氨酯(WPU)乳液.采用FT-IR表征了WPU的结构和氢键化程度,采用DSC和TG表征了各系列WPU胶膜的结晶性和耐热性.结果表明,硬段含量较高、硬段较规整及添加了液体石蜡的WPU的氢键化程度较高;以较高相对分子质量的聚酯多元醇作为软段、分子结构规整的二异氰酸酯作为硬段、氨基磺酸盐作为亲水扩链剂及以液体石蜡改性所制备的WPU的结晶性较好;WPU胶膜结晶性的改善有助于提高其耐热性能.     

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.     

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%。     

水性形状记忆聚氨酯的合成及性能研究

文章以2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚己内酯二醇(PCL)、二羟甲基丙酸(DMPA)和三羟甲基丙烷(TMP)合成水性内交联型形状记忆聚氨酯(WSPU),研究不同分子量的PCL以及亲水扩链剂的存在下,对其形状记忆性能的影响.FT-IR、1H-NMR、DSC、形状记忆性能表征结果表明,当软硬段质量分数为定值时,PCL分子量的增加使得软段结晶程度增加;当PCL分子量在5 000时,乳液性能稳定,它的形状记忆恢复率已达到95%;但随着软段分子量的增大,导致聚氨酯粒径也随之增大,乳液的不稳定性增加.     

聚酯型可降解水性聚氨酯的合成及表征

以聚己二酸乙二醇-1,4-丁二醇酯二醇（PBA ）为软段,以二羟基丙酸（DM PA ）为亲水扩链剂,合成水性聚氨酯（WPU ）预聚体,通过三元共聚硅油（S ）接枝改性制备了系列WPU 乳液。采用红外光谱（FT-IR）、水接触角、水降解性、耐水实验等对WPU 结构和性能进行表征。结果表明,聚氨酯胶膜的耐水性和水接触角随着S含量的增大而提高;胶膜水降解速率随着DM PA 含量的增加而提高。应用到羊绒织物上,使得羊绒织物的抗起毛起球性能得到改善。     

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.     

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。     

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。     

制备条件对阴离子水性聚氨酯性能的影响

以二羟甲基丙酸引入亲水成分,通过预聚体分散法合成了阴离子水性聚氨酯（WPU）。对丙酮用量、加入方式,加水及加料方式,甲苯二异氰酸酯（TDI）中-NCO与聚丙二醇（PPG）中-OH摩尔量之比（R）,DMPA含量及加入方式等因素对WPU制备性能的影响进行探讨。结果表明：多次加丙酮至30mL,可以缩短反应时间至5h,制备成功率达100％,且乳液性能优良;二步法实验稳定性好;在30s内分两次缓慢加水最佳;R、DMPA的量及加入方式对乳液性能有影响。     

甲基丙烯酸甲酯与水性聚氨酯的共聚反应

采用甲基丙烯酸甲酯(MMA)与水性聚氨酯乳液共聚制备聚氨酯-丙烯酸酯(PUA)复合乳液,研究了MMA添加量对PUA复合乳液的制备及涂膜性能的影响,并应用傅立叶红外光谱(FTIR)和凝胶渗透色谱测定反应产物的结构和相对分子质量．研究发现随MMA添加量增大,PUA复合乳液平均粒径增大,粘度减小,PUA树脂的相对分子质量增大,涂膜光泽度下降,机械性能变好,涂膜耐水、耐乙醇性增加．合适的MMA添加量为体系总固体质量的20％～30％．     

复合膜用PUA黏合剂的合成与性能

以丙烯酸酯单体为原料,水性聚氨酯为种子乳液和高分子乳化荆,合成了核-壳结构的聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液.采用傅里叶红外光谱表征了反应产物的结构.研究丙烯酸酯与聚氨酯质量比、丙烯酸酯软硬单体质量比对复合乳液性能、胶膜耐水性、热稳定性及180°剥离强度的影响.结果表明:随丙烯酸酯与聚氨酯质量比和丙烯酸酯硬单体质量的增加,复合乳液黏度减小,粒径增大,胶膜耐水性和热稳定性提高.当丙烯酸酯与聚氨酯质量比为2.0,丙烯酸酯软单体与硬单体质量比为75/25时,聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液黏合荆对双向拉伸聚丙烯/铝箔的粘接强度优于国外样品.     

WPU/WEP共混乳液稳定性研究

初步探索了水性聚氨酯(WPU)与水性环氧树脂(WEP)共混乳液的制备工艺,研究了共混乳液的高温稳定性、机械稳定性、酸碱稳定性和盐稳定性,并通过对共混乳液性能的测试,寻求最佳配比.研究共混体系的含固粒径分布与固化行为和机理,WEP:WPU=3:1,对固化膜进行了TG分析.结果表明:凝胶时间与固化温度、固化剂含量有很大关系,共混物的固化速率受温度的影响很大.     

软段改性UV固化水性聚氨酯涂料的合成与性能

以阳离子共聚合的方法,通过改变四氢呋喃(THF)和环氧氯丙烷(ECH)的配比,调整起始剂用量,合成出系列数均相对分子质量在2 000左右的端羟基共聚醚.以此端羟基共聚醚作为软段,合成出系列改性的水性光固化聚氨酯乳液,用FTIR验证产物结构.结果表明:随着环氧氯丙烷配比的增加,软段中强极性卤素原子增多,乳液储存稳定性良好,固化膜的拉伸强度由4.6 MPa逐渐增加至6.7 MPa,断裂伸长率从162%降至113%,热稳定性逐渐变好,当THF和ECH的配比提高到1∶1时,5%,10%的失重温度分别为200℃和275℃,比改性之前的5%,10%失重温度164℃,220℃提高了36℃和55℃;涂层的附着力显著提高至1级,硬度也有所增加,耐冲击性能优异.     

阴离子型水性聚氨酯湿摩擦提升剂的制备及应用

以聚丙二醇(PPG-1000)为软段,以六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、亲水扩链剂二羟甲基丙酸(DMPA)为硬段,采用预聚体法,制备不含有机溶剂的水性聚氨酯乳液.通过正交实验方法考察异氰酸酯指数(R)、DMPA的质量分数、饱和度、封端剂对乳液性能的影响,并讨论焙烘温度和时间对固色效果的影响,同时,将固色效果与市售产品进行比较.结果表明,在R=2.0,w(DMPA)=2.0%,饱和度为95%,环氧氯丙烷(ECH)作为封端交联剂且x(ECH)=90%,所合成的阴离子水性聚氨酯乳液具有较好的固色效果.在焙烘温度为120℃,焙烘时间为10 min,PU革的干摩擦牢度达4～5级、湿摩擦牢度达3～4级,优于市售产品的固色效果.     

一种阳离子水性聚氨酯的合成及其性能分析

以混合二异氰酸酯和聚醚二元醇为单体、N-甲基二乙醇胺为亲水扩链剂,合成了一种阳离子型水性聚氨酯.其固含量可达46.70%,合成的乳液具有二元分散粒径分布,其成膜的吸水性仅为3.665%,断裂伸长率高达1 512.88%,TG分析表明该膜在250 ℃开始降解,在460 ℃已完全失重.结果表明所合成的水性聚氨酯固含量较高,同时具有良好的力学性能和综合性能。     

加料方法的不同对阴离子型聚氨酯乳液性能的影响

加料方法的不同直接影响到合成产物的结构，从而决定其产物具有不同的性质，用一步预聚体法和二步预聚体法合成了阴离子型聚氨酯乳液并研究其乳液粒径及乳胶膜的耐水性和力学性能方面的差异，研究结果表明二步预聚体法合成的乳液粒径较小，且其成膜物的耐水性及抗张强度，断裂伸长率者优于一步预聚体法合成的乳液。     

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。     

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。     

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.     

环氧聚氨酯乳液的黏度和稳定性

采用聚酰胺对环氧树脂进行扩链后并进行阳离子化改性,共混入聚氨酯固化剂,用外加乳化剂进行相反转,制得了环氧聚氨酯乳液,研究了溶剂用量及溶剂配比、改性环氧树脂相对分子质量大小、水溶性及固化剂用量等对乳液黏度和稳定性的影响.实验发现:树脂体系中溶剂量存在一临界值为8.8%(质量分数,下同),当溶剂量高于8.8%时,较难发生相反转,制得的乳液不稳定;当溶剂用量低于8.8%时,能发生相反转,且乳液稳定性好;疏水性的二甲苯部分代替亲水性的乙二醇单丁醚,能显著降低改性环氧树脂的黏度和最终乳液的黏度.当聚酰胺用量为环氧树脂用量的6.0%~6.5%时,中和度达65%,改性环氧树脂水溶性较好;控制固化剂量为改性环氧树脂量的15.0%~20.0%时,制得的乳液稳定性好.