软硬段对聚氨酯弹性体结构性能的影响

采用本体聚合和溶液聚合两种方法,合成了一系列用聚乙二酸丁二醇酯二醇作为软段的聚氨酯弹性体。研究了硬段含量和聚醚添加量对聚氨酯弹性体综合性能的影响。利用红外光谱、热分析、力学性能测试、记忆回弹性能和耐水解老化实验等测试手段对样品进行了表征与分析。结果表明：硬段质量含量为31%~35%时,材料的力学性能较优,形状回复率可以达到75%~85%;软段中聚醚添加量在4%~5%（占软段的质量分数）时,弹性体具有较好的力学性能和耐水解性能。

不同硬段结构的聚丁二烯聚氨酯弹性体的形态结构研究

用端羟基聚丁二烯 (HTPB,Mn=2 16 0 ,fn=2 .0 )作为软段 ,甲苯二异氰酸酯 (TDI) ,不同结构的二醇扩链剂为硬段 ,采用溶液二步法合成了不同硬段结构的聚丁二烯聚氨酯弹性体 ,用 TEM、SEM、WAXD、SAXA、DSC对聚合物进行了表征。结果表明 ,聚合物具有微相分离的结构特征 ,不同的溶剂对聚合物的形态有较大的影响。烷基扩链剂的链长对聚合物的结晶无影响 ,而缩二醇扩链剂的链长对聚合物的结晶有较大的影响。

水性聚氨酯硬段含量对其氢键相互作用及性能的影响

异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二羟甲基丙酸(DMPA)作为硬段,合成了水性聚氨酯。研究了硬段含量(质量分数)对乳液稳定性、膜耐热和力学性能等的影响。当硬段质量分数低于26%时,乳液贮存稳定性较差。随着硬段含量增加,聚氨酯膜拉伸强度迅速增加,断裂伸长率略有降低;红外光谱显示,自由的N—H伸缩振动峰强度减弱,氢键化N—H的振动峰强度增加;同时C O伸缩振动峰整体向低波数方向移动,C O伸缩振动峰峰形有明显的变化;DSC测试在50～125℃出现明显的氢键解离现象,吸热峰增强,证实了氢键作用力随着硬段含量的增加逐渐增强。TG测试表明,水性聚氨酯硬段和软段分步解离,随着硬段含量的增加,硬段分解温度降低,水性聚氨酯耐热性能下降。

硬段结构对聚氨酯弹性体相容性及阻尼性能的影响

合成了一系列含有不同硬段的聚氨酯高聚物 ,并进行了其动态力学性能和热分析 (DSC)测试 ,结果表明在 PPO(Mn=2 0 0 0 ) - MDI- BDO体系中 ,硬段含量不影响 Tg。随着硬段合量的增加 ,tanδ峰值降低并呈线性关系。硬段分布对该聚氨酯体系的相容性及阻尼性能有较大影响。

水性聚氨酯的硬段结晶与粘接性能

将HDI与IPDI按照不同的摩尔比混合后与PTMG-2000、1,4-BG、DMPA反应,制备了具有不同硬段规整度的系列水性聚氨酯;利用WXRD、DSC、FT-IR等研究了HDI对水性聚氨酯的硬段结晶性能的影响,分析了硬段结晶度与粘接性能之间的关系。结果表明,随着HDI/IPDI摩尔比的增加,水性聚氨酯分子链上氨基甲酸酯键之间氢键密度提高,硬段结晶性能也随之改善;对铝箔的初粘接强度显著增强,最终粘接强度可达8.5 MPa左右。

硬段阻燃改性水性聚氨酯的合成与性能

以二溴新戊二醇(DBNPG)为扩链剂,用硬段改性的方式将阻燃元素引入到水性聚氨酯中,合成出一系列不同改性程度的阻燃水性聚氨酯。用傅立叶红外光谱、核磁碳谱表征了合成产物;并用氧指数仪、TG热重分析仪、DSC差热分析仪对其进行研究。结果表明,15%(质量百分含量)DBNPG改性的水性聚氨酯氧指数已达29.6%;与未改性水性聚氨酯相比,其热稳定性提高;相分离程度随改性程度不同而规律性变化。

聚氨酯的阻尼性能和形态结构的研究 Ⅰ.硬段分布对PPG -TDI-MOCA体系的影响

研究了硬段的含量和交联度对PPG(聚氧化丙烯二醇) TDI(二苯基甲烷二异氰酸酯) MOCA(3,3′ 二氯 4,4′ 二氨基二苯甲烷)聚氨酯体系的动态力学性能的影响.结果表明:随着体系硬段含量的增加,材料的阻尼峰降低,而玻璃化转变温度变化较小;随着体系交联度的增加,聚氨酯在高温部分的阻尼因子提高,玻璃化转变温度向高温方向拓展,软段被"硬化";但当交联度过大时,软段间的链缠结较多,低温部分的阻尼因子下降.用原子力显微镜技术研究了硬段含量对PPG TDI MOCA体系的形态结构的影响,发现在硬段质量分数从28.43%增加到42.08%时,软段相区为连续相,但硬段微区的密度和尺寸明显增大,而且软硬段的界面变得清晰,相分离程度变大.

硬段组成对脂肪族水性聚氨酯性能的影响

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、聚己二酸丁二醇酯(PBA)为主要原料合成了水性聚氨酯乳液,并通过FT-IR、DSC、粒径分析表征手段,研究了硬段组成中HDI和IPDI的相对含量对乳液及成膜性能的影响。结果表明:随着HDI含量的增加,乳液粒径变大,粒径分布变窄,乳胶粒子的ξ电位变小,乳液稳定性变差,HDI含量的增加促使了软硬两相的结晶;HDI规整的线型结构提高了聚氨酯胶膜的柔韧性,随着HDI含量的增加,断裂伸长率增大,拉伸强度降低,吸水率降低,但在HDI含量过高时,增加了软硬两相的相容性,吸水率出现微弱的上升。

硬段含量对嵌段聚脲结构与性能的影响

以端氨基聚醚、异佛尔酮二异氰酸酯(IPD I)、二乙基甲苯二胺(DETDA)为主要原料,制备了一组硬段含量不同的IPD I基聚脲。通过FT-IR、DSC、SEM以及拉伸等测试手段,研究了硬段含量对聚脲羰基氢键化程度、微观结构及其力学性能的影响。结果表明:随着硬段含量的增加,脲羰基氢键化程度增加;软段相的微相分离率降低,硬段有序程度增大。硬段含量为35%时材料的力学性能较佳。

不同硬段含量脂肪族聚脲的结构与性能研究

通过端氨基聚醚、异佛尔酮二异氰酸酯和异佛尔酮二胺反应 ,合成了一系列不同硬段含量的脂肪族聚脲 ,并用DSC和FTIR等考察了硬段含量对聚脲的微观结构与力学性能的影响 .研究结果表明 ,聚脲呈现部分微观分相的形态 ,随硬段含量增加 ,聚脲中软段和硬段间的相容性提高 ,脲羰基的氢键化程度增加 ,但软段的玻璃化转变温度变化不大 ;此外 ,材料的拉伸强度、撕裂强度和硬度等也随着硬段含量的增加而显著提高 .

具有明确硬段结构的水性聚氨酯脲的研究

通过逐步反应由4,4′-二苯基甲烷二异氰酸酯、2,2-二羟甲基丙酸和1,4-丁二醇,合成了结构明确的硬段模型化合物.通过13C NMR对其序列结构进行了表征,并通过FTIR、DSC和WAXD对其形态结构进行了研究.进一步制备了具有这类规整结构硬段的水性聚氨酯脲,初步考察了水分散液及其成膜后的性能.实验结果表明,这类聚氨酯脲水分散液的粒径小于110nm,在室温下贮存期大于一年,成膜后具有优异的耐水性能以及表面疏水性能.

不同软硬段比例可降解聚氨酯的合成与性能研究

以聚己内酯二醇为软段,赖氨酸二异氰酸乙酯为硬段,异山梨醇为扩链剂,采用本体聚合法合成了医用可降解的脂肪性聚氨酯.FTIR、1 H-NMR结果表明合成的聚合物的结构是典型PU的结构;GPC测试结果显示聚合物的数均分子量超过5万,分布指数为1.6～2.0,分子量分布较窄.聚合物中所含软硬段的比例对聚合物的性能有一定的影响,聚合物中硬段比例增加使聚合物的结晶度减小,从而使材料的拉伸强度和模量减小,材料亲水性变差.

硬段含量对脂肪族阴离子水性聚氨酯性能的影响

以异佛尔酮二异氰酸酯和聚酯多元醇为主要原料,用预聚混合法合成了一系列硬段含量不同的脂肪族阴离子水性聚氨酯纳米乳液。通过FTIR、GPC、DSC等,研究了硬段含量对产品结构和性能的影响。结果表明,随着硬段含量增加,乳液平均粒径逐渐增大但仍小于100nm,粒径分布逐渐变宽;分子结构中成氢键的脲键增多;数均相对分子量略有增加;DSC分析表明软段玻璃化温度向低温漂移,而硬段玻璃化温度向高温漂移,说明两相微相分离程度增加。硬段含量为30%时胶膜拉伸强度最高达52MPa,而断裂伸长率随硬段含量增加从2250%急剧减小到863%。耐水性在硬段含量最高时最佳。

硬段含量对水性聚氨酯氢键化程度的影响

以聚四氢呋喃醚二醇(PTMG-2000)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、乙二醇(EG)、二羟甲基丙酸(DMPA)和乙二胺(EDA)为原料合成了不同硬段含量的水性聚氨酯(WPU)。对FT-IR图谱中氨基与羰基区进行分峰处理,研究硬段含量对氢键化程度的定量影响,利用X射线衍射(XRD)、差示扫描量热(DSC)研究了硬段含量对结晶度及微相分离程度的影响。结果表明,随硬段含量提高,WPU的氢键化程度提高,硬段微晶度增大,微相分离程度增大。

RIM聚氨酯脲的微相分离的DSC研究──硬段结构和含量对微相分离的影响

用ＤＳＣ法研究了二乙基甲苯二胺和４，４＇－氨基二苯基甲烷（ＭＤＡ）扩链的硬段含量为２７％～６０％的两个系列的反应注射成型（ＲＩＭ）聚氨酯脲（ＰＵＵ）弹性体的微相分离。聚合反应动力学对ＲＩＭＰＵＵ的微相分离有很大影响．随着硬段浓度的增加微相分离程度下降，ＭＤＡ扩链系列聚合总反应速度快，微相分离驱动力弱，在硬段生成反应比软段生成反应快的条件下，该系列的微相分离程度较低。聚合总反应快，且硬段间氢键化作用很强的性质造成ＲＩＭＰＵＵ非平衡的形态。聚合总反应速度的增加相当于微相分离驱动力的下降。

软硬段比对磺酸盐型水性聚氨酯性能的影响

以聚己二酸乙二醇酯二醇(PBA)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和六亚甲基二异氰酸酯(HDI)为主要原料,以乙二胺基乙磺酸钠为亲水性扩链剂,合成了固含量为50%的磺酸盐型水性聚氨酯(WPU)乳液。考察了软硬段比对乳液黏度、粒径及其分布、聚合物重均相对分子质量(Mw)、胶膜结晶性以及力学性能等影响。结果表明:当软硬段比值为2.96时,可以制得固含量为50%的磺酸盐型WPU乳液,其平均粒径为146.0 nm、黏度为143 mPa.s,聚合物Mw为128 488,结晶熔融温度为50℃,结晶性相对最好;此时WPU胶膜的拉伸强度(31.6 MPa)和断裂伸长率(1 702%)相对较大;WPU胶粘剂的初始剥离强度(118.6 N/cm)和最终剥离强度(156.3 N/cm)相对最高。

软硬段含量对水性聚氨酯微相结构与性能的影响

以甲苯-2,4-二异氰酸酯、聚酯多元醇、二羟甲基丙酸、自制扩链剂为主要原料,利用预聚体法制备了对双向拉伸聚丙烯薄膜有较好附着力的新型水性聚氨酯乳液,考察了水性聚氨酯中软硬段含量对其稳定性、附着力、T剥离强度、力学性能及微相分离的影响。结果表明:随着m(—NCO)/m(—OH)的增加,所制水性聚氨酯的附着力和T剥离强度先增大后减小,拉断伸长率减小,拉伸强度增大。当m(—NCO)/m(—OH)为1.225时,所制水性聚氨酯的综合性能最佳。

硬段含量对水性聚氨酯性能的影响

以聚酯多元醇和异佛尔酮二异氰酸酯 (IPDI)为主要原料 ,引入亲水单体二羟甲基丙酸 (DMPA) ,按不同配比合成了系列聚氨酯乳液。考察了硬段含量对乳液粒径、表观黏度、膜吸水性、硬度、力学性能的影响 ,并通过动态力学性能测试 (DMA)研究了软段和硬段的玻璃化转变温度。结果表明 :提高—NCO/—OH物质的量之比、DMPA用量均使聚氨酯中软段的玻璃化温度Tg(s)降低 ,硬段的玻璃化温度Tg(h)升高 ,ΔT值增加 ,软硬段相分离程度增加。随乙二胺用量的增加 ,会使软段玻璃化转变温度Tg(s)移向高温 ,软硬段相分离程度降低 ;硬段含量提高 ,胶膜硬度增加 ,拉伸强度增加 ,胶膜耐水性降低。

聚乙二醇型聚氨酯软硬段对其相变储热性能的影响

以不同分子量的聚乙二醇(PEG)为软段,MDI-BDO为硬段,采用两步法溶液聚合合成一种具有固-固相变储热性能的聚氨酯材料.通过DSC,WAXD等测试手段对体系的软硬段结晶性,微相分离,相变可逆性及循环热稳定性进行研究,结果表明,聚氨酯中硬段的存在对软段结晶有着很大的影响,当软段分子量达到2000或以上时,软段才具有较大的结晶度和熔融相变焓,且硬段含量必须高于一定值才能形成较为完善的物理交联网络以保证材料在发生相变时维持固体状态.同时符合这两个条件的试样能具有较好的固-固相变储热性能.就软段PEG含量及分子量对材料储热性能的影响进行了研究,通过调节软段含量与分子量得到一系列具有不同相变焓和相变温度的聚氨酯固-固相变储热材料.经测试还发现,该材料具备很好的相变可逆性和循环热稳定性,是一类很有开发前景的相变储热材料.

硬段含量对水基聚氨酯性能的影响

以聚四氢呋喃醚二元醇(PTMG)作为软段、以异氟尔酮二异氰酸酯(IPDI)、1,4-丁二醇(1,4-BDO)作为硬段、以2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水扩链剂,合成一系列硬段含量不同的水性聚氨酯,并研究了硬段含量对合成革用水性聚氨酯性能的影响。结果显示:在R(—NCO/—OH)值,DMPA含量不变的情况下,硬段含量在40%时,聚氨酯膜的拉伸强度、断裂伸长率、吸水率、玻璃化转变温度等综合性能优良,适合合成革的制造。