聚氨酯预聚体中异氰酸酯基含量不确定度评价

聚氨酯被广泛应用,预聚体法是聚氨酯重要的制备方法,而异氰酸酯含量是预聚体的重要指标,尚未见到关于异氰酸酯含量不确定度评价的论文。本文根据HG/T 2409-1992测定聚氨酯预聚体中异氰酸酯基含量,按照JJF1059.1-2012对各影响因素进行分析,得到异氰酸酯基含量为(5.93%±0.12%)(k=2,置信水平95%)。通过对不确定度的评定,综合各因素对不确定度的影响,发现测量重复性引入的不确定是异氰酸酯含量测定不确定度的主要来源。

松香基非异氰酸酯聚氨酯的制备及其性能研究

以松香衍生物丙烯海松酸(APA)为原料合成了丙烯海松酸二缩水甘油醚(AE),并进一步制得丙烯海松酸环碳酸酯(AC),利用AC中环碳酸酯基团与聚乙烯亚胺(PEI)、聚酯多元胺(Priamine 1074)中的氨基反应制备得到了松香基非异氰酸酯聚氨酯(ACPP)薄膜材料。采用红外光谱(FT-IR)、热重(TG)、动态热机械法(DMA)等技术对ACPP材料的结构和性能进行了表征。研究结果表明:随着AC含量的增加,松香结构中氢化菲环刚性结构的引入量增加,从而使ACPP的力学性能增强,当氨基/环碳酸酯基物质的量比值为1时材料(ACPP_(1))的拉伸强度可达到15 MPa;同时ACPP材料的玻璃化转变温度(T_(g))显著增大,均大于40℃,当氨基/环碳酸酯基物质的量比值为0.8时,制备得到的材料(ACPP_(0.8))的T_(g)达到最大值,为49.4℃。自愈合性能测试结果显示:当带有划痕的ACPP_(1)在160℃、 5 MPa条件下,加热1 h后可以实现划痕的完全愈合,愈合率高达100%;另外,ACPP_(1)分别经过物理再加工和化学回收再加工后,力学性能仍可以恢复到原始强度的85%,展现出了优异的回收再加工性能。

异氰酸酯增强尿素-乙二醛树脂的结构与性能研究

为提升尿素-乙二醛树脂(UG)的耐水性能,本研究在UG树脂中添加高活性的异氰酸酯(MDI)共混制备了异氰酸酯/尿素-乙二醛(MDI-UG)木材胶黏剂。采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、核磁共振波谱仪(NMR)和X射线光电子能谱(XPS)对其固化结构进行表征,通过差式扫描量热分析(DSC)、动态热机械分析(DMA)和扫描电镜(SEM)对其固化性能进行分析,以MDI-UG混合体系制备胶合板并测定其力学性能。结果表明UG树脂中含有的活泼氢基团与异氰酸酯反应形成新的氨基甲酸酯;与UG树脂相比,MDI-UG树脂的固化温度降低且热稳定性提高;采用扫描电镜下可观测到MDI-UG树脂的固化颗粒更加密集且交联支化程度明显提高;当MDI的添加量为3%且乙二醛与尿素的摩尔比为1.3:1时,所制得胶合板的热水湿状剪切强度达到0.72 MPa,表明MDI的引入显著改善了UG树脂的耐水性,而且充分发挥了UG树脂优异的环保性能和异氰酸酯的高强度特点。

离子液体在非光气法合成异氰酸酯过程中的应用

综述了以离子液体为催化剂、助催化剂、溶剂和热载体,在采用氨基甲酸酯催化热分解路线制备异氰酸酯反应过程中的应用研究进展,阐述了离子液体阴阳离子种类及取代基等对其应用效果的影响规律,总结了离子液体在该路线各步骤中作为不同角色发挥作用的效果与机理,以期为异氰酸酯合成过程的绿色化研究提供参考。

异氰酸酯硬段对聚脲弹性体性能的影响

异氰酸酯的分子结构对聚脲弹性体的理化性能影响巨大,为探究异氰酸酯分子结构的变化对聚脲弹性体自修复效率和力学强度的影响规律,选择了4种不同分子结构的异氰酸酯:异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、4,4′-二异氰酸酯二环己基甲烷(HMDI)、4,4′-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)和六亚甲基二异氰酸酯(HDI),通过和聚醚胺反应得到了具有不同硬段结构的弹性体:SPU-IP、SPU-HM、SPU-M和SPU-H。通过红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、动态热机械分析(DMA)和黏度等测试研究了异氰酸酯的分子结构对聚脲弹性体性能的影响机理。结果表明,具有刚性芳香和结晶硬片段的SPU-M和SPU-H,具有紧密的硬段结构域,材料力学强度更高,SPU-IP中不对称的脂环结构提供了足够的链迁移率,材料自修复性能更好。而SPU-M和SPU-IP自修复效率相当,由于SPU-M中苯环位阻较大,导致氢键化羰基大多以无序形式存在,增强了材料的自修复效率。

高强度木单板/异氰酸酯复合材料制备及性能优化

通过脱除木质素的方法对木材进行前处理是制备高强度木基复合材料的一种重要手段,然而,脱除木质素过程中会产生大量废液,且不利于工业化应用。在当前“双碳”目标以及绿色发展的背景下,探究一种低碳环保、简单高效的高强度木基复合材料的制备方法对提升木材附加值显得尤为重要。基于此,以桦木单板和聚合二苯基甲烷二异氰酸酯(pMDI)为原材料,采用正交试验研究热压温度、热压时间以及pMDI添加量对高强度木单板/异氰酸酯复合材料(pMDI-WC)的力学性能、耐水性和表面颜色的影响。结果表明,热压温度、热压时间和pMDI添加量对pMDI-WC的力学性能、耐水性和表面颜色均具有显著的影响。厚度为6 mm的pMDI-WC最佳热压温度、热压时间和pMDI添加量分别为170℃、20 min和10%,在最优工艺条件下制备出具有优异力学性能的pMDI-WC,其弯曲强度和拉伸强度分别是473.59和408.56 MPa。在热压温度180℃、热压时间20 min、pMDI添加量20%的条件下,pMDI-WC的耐水性最优。pMDI-WC不仅具有轻质高强特性,而且制备工艺简单、绿色环保,这对提高木材的高附加值利用和复合材料的绿色发展具有重要意义。

生物基非异氰酸酯聚氨酯的合成和应用研究进展

主要介绍了合成非异氰酸酯聚氨酯(NIPU)的重要单体多元环碳酸酯的几种方法,以及多元环碳酸酯和多元胺的反应机理。叙述了生物基NIPU主要合成和应用研究成果,并对生物基NIPU未来的发展趋势进行了展望。

非异氰酸酯聚氨酯固化剂的制备及性能研究

以间苯二酚二缩水甘油醚为原料,通过CO_(2)插入法合成环碳酸酯化合物(RDGEC)。将其与聚醚胺(D230)聚合,调控比例,制备了系列非异氰酸酯聚氨酯(NIPU)固化剂。详细考察了NIPU与双酚A环氧树脂(E-51)共混体系的固化动力学,对固化试样的粘接性能、热机械性能、热稳定性及断裂面的微观状态进行了研究。研究结果表明:成功制备了RDGEC和系列NIPU固化剂;调控RDGEC与D230反应比例对NIPU的固化反应活性影响较小,但能够有效改变固化体系韧性程度,确定固化工艺为50℃/2 h+100℃/2 h;NIPU与E-51混合固化体系对铝合金具有优异的粘接性能,调控RDGEC与D230比例至1∶1.75时,25℃剪切强度和70℃剪切强度分别为36.98和14.51 MPa,25℃下90°剥离强度达到6.08 kN/m,粘接性能达到最佳;该系列固化试样均表现出优异的热机械性能和热稳定性。

淀粉基非异氰酸酯聚氨酯胶黏剂的制备及性能研究

在无溶剂、无催化剂的条件下,采用两步法合成淀粉基非异氰酸酯聚氨酯(DPHU)胶黏剂。以二元胺和双(六元环碳酸酯)(BCC)为原料,合成氨基封端的聚羟基聚氨酯(NPHU)预聚物;进一步以双醛淀粉(DAS)为主要原料,与NPHU预聚物进行希夫碱反应合成DPHU胶黏剂,详细探讨了二元胺的相对分子质量和结构以及DAS添加量对其性能的影响。研究结果表明:随着(二元胺)聚醚胺相对分子质量的增加,NPHU预聚物的粘合性能降低,当聚醚胺相对分子质量为230时,NPHU-D230预聚物的搭接剪切强度最高可达5.35 MPa;酰胺键的存在会提高其粘合性能。随着DAS添加量的增加,DPHU的搭接剪切强度呈现先上升后下降的趋势,当DAS添加量(以质量分数计)为30%时,DPHU-30的搭接剪切强度最高达到6.26 MPa。力学性能分析表明:通过调节DAS添加量,可使DPHU在韧性和刚性材料之间进行转化,DAS添加量为70%时制得的样品DPHU-70的拉伸强度高达6.74 MPa,断裂伸长率可达12.59%。DPHU还具有良好的热稳定性、自愈合性能及形状记忆特性。当DAS添加量从0增加到70%时,DPHU-0~DPHU-70的玻璃化转变温度(T_(g))从16.14℃升高至31.56℃;当DAS添加量为0~50%时,DPHU-0~DPHU-50的表面划痕在50℃下、3 min内的自修复效率可达90%以上;将DPHU-30样条进行折叠,重复加热-冷却循环过程,样条可在短时间内恢复原状。

非异氰酸酯聚氨酯研究进展

综述了非异氰酸酯聚氨酯(NIPU)的合成路线以及不同类型NIPU的研究进展,并对NIPU未来的研究和发展方向进行了展望。

生物基非异氰酸酯聚氨酯的研究进展

介绍了非异氰酸酯聚氨酯(NIPU)的合成路线及反应机理,主要阐述了NIPU前体的绿色合成。基于NIPU的最新研究进展,提出了生物基NIPU目前面临的挑战及未来的发展趋势。

水性封闭异氰酸酯的合成

采用混合二元酸(DBE)作为稀释剂,二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)与甲基丁酸(DMBA)发生缩聚反应,以甲乙酮肟对聚合物的活性-NCO基团进行封端,再用三乙胺中和羧酸形成铵盐增加聚合物的水溶性,制得一种封闭型水性异氰酸酯固化剂。反应的物料比为二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI):二甲基丁酸(DMBA)=20,反应温度为80℃时,反应平稳且预聚体反应充分,其-NCO值可达到理想的19.5%左右。

连续平压热压机在异氰酸酯无醛胶合板生产中的主要故障及解决措施

结合实践经验总结,针对连续平压热压机在异氰酸酯无醛胶合板生产中存在的主要故障进行分析,并提出解决措施,旨在为胶合板连续平压技术的推广应用提供技术支持。

秸秆粉体优化异氰酸酯木材胶接特性

为优化无甲醛木材胶黏剂异氰酸酯,引入小麦秸秆微颗粒作为功能型粉体填料制备复合异氰酸酯,探究改性复合异氰酸酯胶黏剂胶接特性及作用机制。研究结果表明,小麦秸秆粉体复合改性异氰酸酯胶黏剂(WS-pMDI)在常规热压压力(0.8~1.2 MPa)下的干态、湿态胶合性能均有所提高,尤其在弱压条件(低至0.1 MPa)下仍能保持有效胶合。其中,添加9%含水率秸秆粉体后,复合胶黏剂反应活性未明显降低,在0.1 MPa热压下制备的板材干态24 h冷水浸泡、“煮-干-煮”处理胶合强度分别达到4.07、3.41、3.23 MPa,相比于无秸秆对照组强度分别提高145%、142%、197%。经分析,小麦秸秆粉体能够在固化过程中与异氰酸酯复配形成稳定的交联结构,胶接界面胶层连续性显著提升,弱压条件下仍达到常规热压胶合强度指标。研究结果可为复杂木材界面的高连续性胶接提供参考,为拓宽异氰酸酯的应用提供理论依据。

利用ATR-FTIR定量测定聚氨酯预聚体的异氰酸酯基含量

对于多苯基多亚甲基多异氰酸酯与聚醚多元醇制备的聚氨酯预聚体系列样品进行衰减全反射傅里叶变换红外(ATR-FTIR)测试,分别用异氰酸酯基团(-NCO)的红外特征峰(~2245 cm^(-1))的吸光度A和校正峰面积S与电位滴定法得到的-NCO含量进行线性拟合。结果表明,后者的线性关系优于前者,相关系数R 2分别为0.9967和0.9856。依据校正峰面积S对-NCO含量之间的工作曲线,测定了新制备预聚体的-NCO含量,与电位滴定法相比,相对误差均<0.2%,相对标准偏差均<0.5%,表明测试准确度良好,方法可靠。利用ATR-FTIR测定聚氨酯预聚体的-NCO含量,样品无需任何前处理且用量少,不产生废液、环境友好,测试结果可靠;便于在工业生产现场进行操作和应用。

木质素基非异氰酸酯聚氨酯的研究进展

聚氨酯(PU)是用途广泛的聚合物材料之一。目前,以生物质资源为原料,合成非异氰酸酯聚氨酯(NIPU)的技术受到越来越多的关注。木质素是自然界中储量丰富的天然可再生芳香族聚合物,功能化木质素可用于替代不可持续的石油基原料,开发高附加值的NIPU产品。本文综述了近年来以木质素为原料合成NIPU的方法和策略,介绍了利用木质素及其功能化衍生物合成木质素基NIPU的研究进展,并展望了木质素基NIPU在泡沫材料、木材黏合剂、弹性体、涂料等相关领域的应用潜力。

异氰酸酯抑制LiTFSI电解液铝集流体腐蚀研究

商用锂电池普遍采用六氟磷酸锂(LiPF_(6))电解液,但其热稳定性差、易水解。相比之下,双三氟甲烷磺酰亚胺锂(LiTFSI)热稳定性好、不易水解,有望替代LiPF_(6)。然而,LiTFSI电解液对集流体铝箔腐蚀,阻碍了其大规模实际应用。通过添加适量异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI),有效解决了上述问题。研究表明,IPDI能够在铝集流体表面生成氮化铝(AlN)保护层,有效地抑制LiTFSI电解液对铝箔的腐蚀。同时,IPDI的引入可有效提高电解液的氧化稳定性,拓宽电化学窗口。此外,添加适量IPDI可改善LiTFSI电解液与锂金属的兼容性,抑制锂枝晶生长,提高Li/Cu沉积剥离库伦效率(CE)。更重要的是,IPDI的引入显著提升锂电池的循环性能和倍率性能,Li/LiFePO_(4)电池充放电循环400圈,容量保持率高达98%。本工作为抑制LiTFSI电解液对铝箔的腐蚀提供了新的设计思路和研究方向,能够促进LiTFSI电解液的实际应用。

气相色谱—质谱法测定聚氨酯塑胶跑道中间苯二甲基异氰酸酯(XDI)含量

本文建立了气相色谱-质谱联用技术测定聚氨酯塑胶跑道中间苯二甲基异氰酸酯(XDI)残留量的分析方法.样品用乙酸乙酯超声提取,提取液过滤后经(5%苯基)—甲基聚硅氧烷的毛细管柱分离,进入气相色谱-质谱仪测定,以外标法定量,得到了较宽的线性范围和较低的定量检出限.在优化萃取溶剂、色谱柱等检测条件下,间苯二甲基异氰酸酯的系列浓度为250—5000μg·L-1,相关系数(R2)在0.9999,检出限可达到0.02 mg·kg^(-1),定量限0.06 mg·kg^(-1),加标回收率在89.3%—93.4%之间,相对标准偏差范围在1.9%—2.8%(n=6).该方法简单、快捷、准确,满足了聚氨酯塑胶跑道中间苯二甲基异氰酸酯的残留量日常检验的要求.

催化热分解法制备含P-C键多元异氰酸酯的研究

以二(N-甲氧羰基氨甲基)苄基氧化膦(BCBPO)和三(N-甲氧羰基氨甲基)氧化膦(TCPO)为原料,采用热重法筛选了热分解催化剂,通过催化热分解法制备了含P-C键多元异氰酸酯,并分别采用TG-GC-MS联用法和变温红外光谱法分析了催化热分解BCBPO和TCPO的气态产物和凝聚态产物。结果表明,相对于直接热分解,氧化锌为催化剂热分解BCBPO和TCPO的热分解温度分别降低了29℃和25℃;BCBPO、TCPO在氧化锌催化作用下第一阶段热分解的气态产物为甲醇、凝聚态产物为异氰酸酯;红外光谱分析结果显示,在氧化锌催化作用下,TCPO热分解的凝聚态产物与苯胺反应的固体产物为相应异氰酸酯TPI与苯胺反应的产物脲。

一种水性封闭型异氰酸酯的解封温度和应用研究

对一种水性封闭型多异氰酸酯进行热失重和红外光谱分析,并采用丙酮萃取法对水性封闭型异氰酸酯和聚氨酯乳液的交联反应进行研究。结果表明,通过外推法推导出该水性封闭型多异氰酸酯解封起始温度和峰值温度约为108℃和164℃。当聚氨酯乳液中加入质量分数5%~10%的水性封闭型多异氰酸酯,且固化温度为160~180℃时,其胶膜丙酮萃取率较低,交联固化程度较高。