六氟双酚A型聚芳砜聚氨酯的合成及表征

合成了对氨基苯氧基封端的低相对分子质量的六氟双酚A聚芳砜(BAFPS),并按不同比例引入聚氨酯体系中,制得了一系列含氟聚芳砜聚氨酯材料.采用示差扫描量热法、热重分析及动态热机械性能分析等测试方法对其进行表征,研究了聚芳砜聚氨酯材料的耐热性能及力学性能.当BAFPS与聚四氢呋喃二醇(PTMG)的比值在0~0.08变化时,其抗拉强度、硬度、Tg、耐热性能等随着BAFPS含量的增加而增大;当PTMG与BAFPS的比值为0.08时,抗拉强度达到了58.07MPa,其断裂伸长率仍保持在500%以上,起始热分解温度较纯聚氨酯弹性体提高了13.5°C,具有较好的耐热性.以上研究表明,聚芳砜聚氨酯弹性体是综合性能很好的新型聚氨酯材料.     

免充气轮胎用聚氨酯弹性体的合成及性能

以聚己内酯(PCL)为软段,二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI-100)和1,4-丁二醇(BDO)为硬段,通过分子结构设计制备具有优良动态力学性能和低温性能的浇注型聚氨酯弹性体,并将聚氨酯弹性体用于制备免充气轮胎。研究了预聚体NCO(异氰酸酯基)质量分数和软段分子量对弹性体动态力学性能和低温性能的影响。结果表明：当预聚体NCO质量分数为6.0%,分子量1 000和2 000的PCL质量比为15∶10时,合成的聚氨酯弹性体综合性能最佳,此弹性体的玻璃化转变温度为-13.25℃,常温下硬度为85.0 A,拉伸强度为49.21±2.39 MPa,断裂伸长率为(679.26±17.16)%,循环拉伸弹力恢复率为89.96%;动态力学分析结果显示此弹性体的储能模量为17.5 MPa,损耗因子tanδ仅为0.167(25℃)。将该配方制备的弹性体用于制备免充气轮胎,所制备的免充气轮胎通过了轮胎耐久性测试,满足技术要求。     

基于配位键的自修复聚氨酯制备与性能研究

以2,6-二氨基吡啶(DAP,2,6-diaminopyridine)为扩链剂制备了功能聚氨酯预聚体(PU-DAP),采用金属离子(M为Fe³⁺,Zn²⁺和Cu²⁺)交联PU-DAP制备基于配位键的自修复聚氨酯弹性体(PU-DAP/M).结果表明:聚氨酯引入配位键具有良好的自修复性能,交联金属离子对聚氨酯的力学性能和自修复性能有显著影响. PU-DAP/Cu²⁺的力学强度为14.2 MPa,PU-DAP/Zn²⁺的力学强度为7.1 MPa,两者力学强度均高于PU-DAP/Fe³⁺(4.2 MPa),但PU-DAP/Cu²⁺的断裂修复效率为14.8%,PU-DAP/Zn²⁺的断裂修复效率为45.1%,都低于PU-DAP/Fe³⁺的自修复性能95.2%.当n(DAP)/n(Fe³⁺)=2∶1时,PU-DAP/Fe³⁺自修复聚氨酯弹性体拉伸强度为4.2 ...     

填充型聚氨酯弹性体的合成及性能研究

以聚醚N210、甲苯二异氰酸酯(TDI-80)为原料,MOCA为扩链剂,分别添加无机填料(石英粉、玻璃粉、煤沥青)和有机填料(环氧树脂、聚酰亚胺、羟基氯醋)合成填充型聚氨酯弹性体,考察了不同填料与不同添加量对聚氨酯弹性体的黏度、力学性能、热性能的影响。结果表明:填料的加入可在一定程度上提高体系的热稳定性;添加质量分数5%的环氧树脂所合成的聚氨酯弹性体,其力学性能提高最为明显。     

新型仿皮肤液晶聚氨酯弹性体的合成及其电子器件的制备

为研制与人体具有适配性的柔性基材，采用简单的一锅法合成了新型仿皮肤交联液晶聚氨酯(crosslinked liquid crystal polyurethane, CLCPU)弹性体。利用傅里叶变换红外光谱(Fourier transform infrared spectroscopy, FTIR)对液晶聚氨酯的结构进行了表征，采用热失重分析仪(thermogravimetric analyzer, TGA)和差示扫描量热仪(differential scanning calorimetry, DSC)对其进行热学性能表征，用动态热机械分析仪(dynamic mechanical analyzer, DMA)测试其黏弹性行为，利用热台偏光显微镜(polarized optical microscope, POM)和电子万能试验机分别测试液晶聚氨酯的液晶相行为和力学性能。进一步将所制备材料作为介电弹性体组装柔性摩擦纳米发电机(triboelectric nanogenerator, TENG),并用静电计对所获的TENG进行电输出性能测试。研究结果表明：合成的CLCPU表现出向列相液晶纹...     

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。     

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。     

交联型聚氨酯阻尼材料性能研究

采用两步法合成了一系列聚醚型聚氨酯,其中异氰酸酯和聚醚多元醇当量比为1.6～2.3.利用动态热机械分析仪(Dynamic Thermomechanical Analysis,DMA)测试其动态力学性能,研究了异氰酸酯官能度、聚醚多元醇官能度以及扩链剂官能度对聚氨酯材料阻尼性能的影响.结果表明,引入多官能度异氰酸酯能改变聚氨酯材料的tA(tanδArea),多官能度异氰酸酯(PAPI)取代双官能度异氰酸酯(TDI),T_g处损耗因子存在最高值,且tA随PAPI取代越多逐步降低.增加PAPI和扩链剂1,4-丁二醇,T_g处损耗因子整体呈下降趋势,tA存在最大值,且损耗因子最高为1.36(10 Hz).提高聚醚多元醇的平均官能度可以有效改善聚氨酯材料的阻尼性能,M_n=3000D的聚氧化丙烯三醇(GP330)和M_n=2000D的聚氧化丙烯二醇(PPG2000)摩尔比为1:1时,损耗因子(T=T_g)最高;添加丙三醇会降低材料损耗因子(T=T_g).损耗模量随GP330增加而增加,随丙三醇增加而增加(TT_g).     

热塑性聚氨酯弹性体黏合剂的加工流变性能研究

利用转矩流变仪研究了不同硬段质量分数的热塑性聚氨酯弹性体黏合剂在不同加工条件下的流变性能,表征了加工后热塑性聚氨酯弹性体黏合剂的力学性能.实验结果表明,加工工艺对热塑性聚氨酯弹性体黏合剂的流变性能有显著影响,其平衡转矩随着加工温度和转速的提高呈下降趋势.加工工艺对热塑性聚氨酯弹性体黏合剂的力学性能也有一定的影响,加工温度和转速的提高使其拉伸强度降低,而延伸率则随着加工温度的提高有所增加.     

酰亚胺改性聚氨酯的合成和表征

以4,4′-二氨基二苯砜、偏苯三酸酐和过量1,4-丁二醇为原料合成了一种含有酰亚胺基团的二醇,并以此二醇为扩链剂,用预聚体法合成了一种酰亚胺改性的聚氨酯弹性体.利用红外光谱、差示扫描量热分析、热失重及动态热机械分析等方法进行了表征.结果表明,酰亚胺改性的聚氨酯弹性体有较高的耐热性和力学性能.     

多官能度聚氨酯丙烯酸酯树脂的合成及性能研究

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚丙二醇(PPG)、丙烯酸羟乙酯(HEA)、三羟基丙烷二丙烯酸酯(TMPDA)及季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)为主要原料合成了一系列的多官能度的聚氨酯丙烯酸酯(PUA)预聚物。通过傅立叶红外光谱(FT-IR)分析证实了PUA的结构。研究了固化膜的凝胶含量、力学性能,并通过动态力学热分析(DMA)进行了表征。结果表明:与单官能度丙烯酸酯封端的聚氨酯光固化膜相比,多官能度丙烯酸酯的引入有助于固化膜交联程度的提高,当紫外光照射35 s时,三官能度的丙烯酸酯封端的聚氨酯凝胶含量提高了3.6%,拉伸强度提高了264%。     

聚叠氮缩水甘油醚/聚乙二醇双软段黏合剂胶片的性能研究

为改善聚叠氮缩水甘油醚(GAP)的性能,选用聚乙二醇(PEG),以三羟甲基丙烷为交联剂,异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为固化剂,制备出GAP/PEG/TMP/IPDI双软段含能黏合剂胶片,并采用FTIR,DSC,XRD等方法进行表征.GAP胶片中引入聚乙二醇,拉伸强度提高到3.11MPa,其延伸率可达475%.随交联程度的增大,黏合剂胶片中软段的玻璃化转变温度先增大后降低,DSC和XRD表明此类黏合剂胶片为非晶聚合物,热分解温度为183℃.     

一种POSS掺杂改性聚氨酯水性分散体乳液的制备和性能研究

本文采用化学方法制备了一种多面体低聚倍半硅氧烷（POSS）掺杂改性的聚氨酯水性分散体乳液,并采用投射电镜、扫描电镜、粒径分析、热失重、紫外-可见光吸收和涂膜力学性能等测试手段对该POSS掺杂聚氨酯分散体及其涂膜的微观结构、热、光和力学等性能进行表征和研究。实验结果表明,该乳液具有良好的室温贮存稳定性能（>3月）,POSS与水性聚氨酯分散体具有良好的相容性和协同增强效应。POSS的掺杂改性不仅能够提高聚氨酯涂膜的耐热性能,显著提高水性聚氨酯涂膜的硬度和耐水性,同时该掺杂聚氨酯涂膜还具有优异的抗紫外光能力。     

氯丙烯改性甲阶酚醛树脂的性能

针对甲阶酚醛树脂贮存稳定性低、耐碱性差的缺点,用氯丙烯对其进行改性。通过红外光谱分析(FT-IR)、热重分析(TGA)、差示扫描量热法(DSC)、动态力学分析(DMA)等手段表征了改性前后酚醛树脂的基团变化、热性能和动态力学性能。研究表明:烯丙基团成功地接入了酚醛树脂,并使酚醛树脂的贮存期由原来的30 d提高到了102 d;固化物玻璃化转变温度(T_g)从改性前的58℃提高到改性后的122℃;耐腐蚀性和耐热性也均有一定程度的提升,力学性能则随着烯丙基质量的增加呈现先增强后减弱的趋势。     

室温固化高强度聚氨酯弹性体的研究

研究了室温固化聚氨酯弹性体的合成工艺,探讨了多元醇低聚物、分子量、异氰酸根含量和扩链系数对聚氨酯弹性体力学性能的影响.使用聚酯多元醇CMA-24和TDI100合成聚氨酯预聚体,异氰酸根(NCO)含量为3.6%,扩链系数为0.97时,可以得到拉伸强度为38MPa,断裂伸长率为480%的聚氨酯弹性体.     

DMTDA在聚氨酯弹性体中的扩链性能研究

在聚氨酯弹性体加工成型中必须加入一种兼起扩链和交联作用的固化剂,一般使用的扩链剂是3,3’-二氯-4,4’-二氨基-二苯基甲烷(英文缩写为MO-CA),在本文的研究中,以自制的二甲硫基甲苯二氨(英文缩写为DMTDA)作为扩链固化剂,并考察了它的扩链性能,研究发现:对聚酯型聚氨酯弹性体而言,制备的DMTDA的扩链效果与国外同类产品ETHACURE300的扩链效果相当;而且在邵氏硬度方面,自制的DMTDA要优于ETHACURE300.结果表明:自制的DMTDA可以替代国外同类产品ETHACURE300在聚酯型聚氨酯弹性体中使用.     

纳米TiO_2改性聚氨酯弹性体的制备及性质

以溶胶凝胶法制备纳米TiO2并对其表面改性,采用预聚法合成聚氨酯(PU)/TiO2复合材料。经X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)分析TiO2的晶体结构及表面形貌,表明所制备的TiO2为锐钛矿型结构,粒径均匀在13 nm左右。对添加纳米TiO2的聚氨酯材料的力学和耐热性能进行检测和表征,结果表明:TiO2在聚氨酯基体中均匀分布,PU/TiO2复合材料的拉伸强度、断裂伸长率、邵氏硬度等较单一聚氨酯弹性体分别提高40.3%、54.2%及11.6%,复合材料的维卡软化温度较基体提高12℃。     

GAP改性单基球形药的热分解性能研究

采用热重-微热重(TG-DTG)和差示扫描量热(DSC)实验,研究了纯单基球(NC)、聚叠氮缩水甘油醚(GAP)以及GAP改性的单基球形药的热分解性能,探索了球药中主要组分NC和GAP之间的相互作用. 实验结果表明:GAP质量分数分别为20%和30%的改性单基球形药在发生热分解时,存在GAP的热分解过程,且其主链的热分解峰值温度较纯,GAP相应的峰值温度分别提前3.5℃和8.4℃. DSC测试显示,NC的热分解产物和热量使GAP质量分数为20%和30%的改性单基球中—N₃基团的放热峰分别降低8.18℃和7.70℃,即发现在GAP改性的单基球中,NC的存在对GAP的热分解具有一定的促进作用.      

聚氨酯／4A分子筛复合材料的制备及表征

采用预聚法制备了聚酯类聚氨酯/4A分子筛复合材料,考察了分子筛质量分数和交联系数对聚氨酯弹性体力学性能、耐溶剂性能的影响.结果表明, 4A分子筛的加入量(以质量计)为7%时,聚氨酯弹性体的力学性能提高明显.红外分析表明,4A分子筛的表面与聚酯多元醇链之间具有较强的作用,由DMA分析可知,与纯PU相比,PU/4A复合材料具有更好的微相分离及动态力学性能.     

NDI型聚氨酯弹性体的氢键研究

采用预聚物法合成了以聚四氢呋喃醚二醇(PTMG)、聚氧化丙烯二醇(PPG)、1, 5-萘二异氰酸酯(NDI)、1,4-丁二醇(BDO)、三羟甲基丙烷(TMP)等为主要原料的双组分浇注型聚氨酯弹性体。通过红外分析、差示扫描量热分析,对NDI型聚氨酯弹性体中存在的氢键进行了深入研究。结果表明,NDI型聚氨酯弹性体的亚氨基(N—H)完全氢键化,羰基(C＝O)氢键化程度高,微相分离严重;随着预聚物中异氰酸根含量的增加,硬段微区氢键化程度逐渐提高,其中有序氢键化程度逐渐升高,而无序氢键化程度随之下降;PTMG2000-NDI系聚氨酯弹性体的软段容易产生结晶,而DL2000-NDI系聚氨酯弹性体和PTMG1000-NDI系聚氨酯弹性体的软段无结晶行为;低聚物多元醇的种类及其分子量也是聚氨酯弹性体的氢键的重要影响因素。