无溶剂型水性聚氨酯的合成及性能研究

研究以二羟甲基丁酸(DMBA)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚氧化丙烯二醇(PPG-220)等为主要原料,采用预聚体法合成无溶剂型水性聚氨酯树脂,与DMPA基合成的WPU进行了对比.探讨R值、扩链剂种类、扩链剂用量对PU乳液、涂膜性能的影响并对合成工艺进行了研究,且对产品进行DSC热力学分析和红外谱图的表征,胶膜的ATR红外光谱表现为水性聚氨酯典型的红外特征.     

加料方式对丙烯酸酯微乳液粒径的影响

采用种子乳液聚合法合成了ω(聚合物)>50%,ω（乳化剂）＜1.5%,粒径35.6nm、多分散性0.133的丙烯酸酯微乳液。系统地研究了加料方式对乳胶粒粒径大小及分布的影响。结果表明单体以全滴加方式加入,大量乳化剂、引发剂在反应前加入,有利于减小乳液的粒径;丙烯酸加入到外层单体中,有利于羧基分布在胶粒表面可使得粒径进一步减小。     

透明含氟聚氨酯涂层的制备及性能

以不同氟碳链长度的二元醇和多异氰酸酯为原料,制备一系列含氟多异氰酸酯预聚物,并使其与自制的无规共聚支链聚酯多元醇反应,制备透明含氟聚氨酯涂层,通过多种分析测试手段对制得的聚氨酯涂层的结构和性能进行表征,并进一步分析了不同氟碳链对涂层性能的影响.结果表明:含氟链段的引入使聚氨酯内部短程有序结构增加,导致聚氨酯的透明度下降,而有序结构增加的程度和氟碳链的长度成反比;氟元素的引入使聚氨酯的机械性能下降,适度的微相分离可以使机械性能下降的程度降低;氟元素的引入可以提高聚氨酯的耐热性能,异氰酸酯中氟碳链越短,聚氨酯的耐热性能越好;含氟聚氨酯内部的氟元素有向表面迁移的趋势,使其表面能得到降低,迁移的程度和聚氨酯中含氟异氰酸酯的结晶程度有关;含氟聚氨酯内部适度的交联和氟元素向表面的迁移使其具有优异的耐水性能.     

扩链剂含量对聚氨酯微孔材料性能的影响

采用聚酯多元醇、发泡剂、表面活性剂等混合而成的组合料与异氰酸酯－聚酯多元醇的预聚物,经反应注射成型,制备聚氨酯发泡材料,考察了扩链剂 EG 的添加量对聚氨酯微孔材料结构与性能的影响。研究结果表明,随着 EG的引入,经过水解,材料的力学性能影响最小;聚氨酯软硬段的最高热失重温度均呈现升高趋势,聚氨酯的耐热性有了提高。     

可膨胀石墨/磷酸三氯乙酯协同阻燃硬质聚氨酯泡沫塑料的研究

本文研究了可膨胀石墨(EG)协同磷酸三氯乙酯(TCEP)对硬质聚氨酯泡沫塑料(RPUF)的阻燃性能的影响.采用极限氧指数(LOI)、烟密度等级(SDR)、热重分析(TGA)等方法进行测试.当RPUF中添加20%的EG/TCEP(质量比1∶1)时,RPUF的LOI值达到30.0%,比未添加时提高了13.4%.同时,SDR降低至55.49%,最大烟密度值(MSD)出现时间均比未添加阻燃剂和单独添加TCEP时滞后.TGA分析结果表明,添加EG/TCEP后RPUF的失重速率下降、残炭量增加,表明EG/TCEP能在RPUF中起到良好的协同阻燃效应.     

聚硅氧烷改性水性聚氨酯的合成及应用

以聚四亚甲基醚二醇、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、DMPA、1,4-丁二醇(BDO)制备聚醚型水性聚氨酯预聚体.采用氨基硅油(AEAPS)对预聚体进行改性制得聚硅氧烷改性水性聚氨酯乳液和薄膜.采用红外光谱(FT-IR)、强力测试、乳液粒径测试、吸水率和接触角对聚氨酯的结构和性能进行表征.采用聚硅氧烷改性聚氨酯乳液对羊绒织物进行整理,测试其抗起毛起球效果.结果表明,氨基硅油改性能够明显改善聚氨酯膜的耐水性和机械强度,经过整理的羊绒织物的起毛起球效果有一定的提高.     

以非离子型聚氨酯为表面活性剂的丙烯酸酯乳液聚合研究

在不添加任何其它助剂的条件下,以具有优良表面活性的两种非离子型聚氨酯表面活性剂PUS IGM1000和PUS IGM2000替代小分子表面活性剂用于制备聚丙烯酸酯乳液。动力学实验结果表明聚合反应在初始阶段具有较高的反应速率,成核周期与聚氨酯的用量成反比。电镜结果显示两种非离子型聚氨酯表面活性剂制备得到的聚合物乳胶粒子均具有典型的核壳粒子结构。力学性能测试结果表明由PUS IGM2000制备得到的胶膜机械性能要优于PUS IGM1000制备得到的胶膜。     

基于离散元法的聚氨酯固化道床力学特性

提出了一种基于黏接力链单元的聚氨酯固化道床数值仿真分析方法,并在此基础上对聚氨酯固化道床与普通散体碎石道床在循环荷载作用下的力学性能进行了对比分析.结果表明,聚氨酯固化道床能够通过减小道床残余变形、改善道砟颗粒间接触状态的方式起到延缓道床累积沉降的目的;聚氨酯材料在延缓道床累积沉降的同时,也会导致轨枕的动位移增大.     

圆端形夹层结构桥墩防撞浮箱的碰撞性能分析

为最大程度减轻撞击和满足柔性耗能防撞设计要求,采用钢-聚氨酯夹层板制造了一款圆端形桥墩曲面防撞浮式套箱,用于内河航道桥墩防撞;利用ABAQUS有限元软件建立了船舶、防撞浮箱、桥墩碰撞系统的计算模型,对不同角度撞击时该浮箱以及桥墩的受力影响、能量转换、拨动船头程度进行了分析.结果表明:最不利撞击时该浮箱具有良好的防撞效果,能吸收绝大部分的船舶动能,减少桥墩受力;在一般斜撞时该浮箱易拨开船头,将船舶绝大部分动能保留在船上,能更有效地保护桥墩.     

高内相乳液模板法制备聚氨酯多孔材料

选用反应性乳化剂聚甘油蓖麻醇酯(PGPR),采用高内相乳液模板法成功制备得到了孔径均匀可调的聚氨酯多孔材料,并通过扫面电子显微镜和数码相机等方法研究了异氰酸酯单体与乳化剂匹配性、乳化剂用量、水相含量等因素对体系的影响。分析结果表明,PGPR不仅作为乳化剂,还能与异氰酸酯单体反应,形成高粘度壁垒层,提高了高内相乳液的稳定性;乳化剂含量在50 wt%以内时,可得到孔形貌为球形的多孔聚氨酯材料;随着分散相水含量的增加,聚氨酯孔径逐渐减小且孔壁塌陷较少。