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 .

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。

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。

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。

硬段含量对水性聚氨酯性能的影响

以聚酯多元醇、二羟甲基丙酸(DMPA)、甲苯二异氰酸酯(TDI)和1,4-丁二醇(BDO)为主要原料,合成了阴离子型WPU(水性聚氨酯),并着重探讨了聚氨酯(PU)分子链中硬段含量对其性能的影响。结果表明:随着PU分子链中硬段含量的不断增加,硬段的Tg(玻璃化转变温度)上升,但软段的Tg呈先升后降态势,WPU的外观由半透明泛蓝光转变为乳白色不透明(稳定性变差),并且WPU的黏度、耐水性和T型剥离强度均呈先升后降态势;当WPU中w(硬段)=22.79%时,相应WPU的综合性能相对最好,用其胶接聚酰胺(PA)/聚丙烯(PP)复合薄膜的T型剥离强度达到0.488 kN/m。

硬段含量对聚氨酯和聚氨酯脲氢键化程度的影响

以PPG600,PPG2000,甲苯二异氰酸酯(TDI)和1,4-丁二醇(1,4-BD)为原料合成了聚氨酯(PU),通过改变PPG600,PPG2000配比调节产品硬段含量;以PPG2000,TDI和异佛尔酮二胺(IPDA)为原料合成了聚氨酯脲(PUU),通过调节TDI与IPDA在体系中的比例调节产品硬段含量。利用FT-IR,DSC,旋转黏度计研究了硬段含量对聚醚型PU和PUU的微观结构及黏度的影响。结果表明,随硬段含量提高,PU和PUU的氢键化程度均提高,PU较多地形成不完善的氢键,而PUU倾向于形成完善有序的氢键结构。此外随硬段含量增大,PU和PUU的黏度增大,PU软段的玻璃化转变温度升高。

不同硬段含量的PU及其纳米复合材料

制备了不同硬段含量的聚氨酯(PU)及其PU/有机蒙脱土(OMMT)纳米复合材料。研究结果表明,随着PU分子链中硬段含量的增加,PU分子链的刚性提高,进入硅酸盐片层间的位阻增大,使插层变得困难,从而导致进入该硅酸盐片层间的PU分子链减少。OMMT对PU有增强增韧作用,但随着PU分子链中的硬段含量增加,OMMT的增强效果下降。PU及其PU/OMMT纳米复合材料的热稳定性均随着PU分子链中的硬段含量增加而下降。

不同硬段含量RIM嵌段聚脲成型的研究

本文研究了软段为胺端基聚环氧丙烷(分子量为2050),硬段为4,4′-二苯甲烷二异氰酯,用二乙基甲苯二胺进行扩链嵌段聚脲的RIM成型。结果表明,硬段含量为30%的RIM浆脲在各种成型条件下都是有韧性的弹性体。硬段含量70%的RIM聚脲在脱模时极脆,在室温下放置,韧性略有增加,但无商业上的应用价值。硬段含量50%的RIM聚脲可以是从极脆到极富韧性的材料,取决于成型温度和脱模时间。较高的成型温度或较长的成型时间,可以得到韧性较好的聚脲。对脱模后聚脲的脆性与存在硬段低聚体有关进行了讨论。

不同软硬段含量PBT-b-PTMG嵌段共聚物的合成与性能

采用直接酯化熔融缩聚法合成一系列不同软硬段含量的聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)-b-聚四氢呋喃(PTMG)聚醚酯嵌段共聚物(TPEE),以红外光谱、核磁共振、X射线衍射、差示扫描量热分析和动态力学热分析等方法,探讨不同软硬段质量比及不同软段相对分子质量对材料结构及相对分子质量、热性能和黏弹性等的影响。结果表明,在相同出料功率下制得的TPEE的特性黏度均高于PBT,并随硬段质量分数或软段相对分子质量的增大而减小;TPEE的熔点下降幅度随软段摩尔分数的增加而增大;TPEE中存在微相分离结构,当硬段质量分数为60%、软段PTMG数均分子量为2×103时,同时出现了分别代表硬段PBT以及软段中PTMG的玻璃化转变的损耗角正切峰。研究结果为TPEE的合成和应用提供了一定借鉴。

硬段含量对TDI-BDO-PPG水性聚氨酯涂层穴蚀性能的影响

目的研究硬段含量对TDI-BDO-PPG水性聚氨酯(主要以TDI作硬段、BDO作扩链剂,PPG作软段的水性聚氨酯系列)在海水中穴蚀性能的影响。方法制备不同硬段含量的TDI-BDO-PPG水性聚氨酯,用超声波气蚀试验机对其进行穴蚀模拟试验。利用傅里叶红外光谱仪、拉伸试验机、激光共聚焦显微镜等设备,研究聚氨酯的结构特征峰、试样的拉伸性能及100%定伸永久变形率和试样穴蚀前后的表面形貌。结果涂有TDI-BDO-PPG水性聚氨酯的普通碳钢较其本身有更好的耐穴蚀性能。随着硬段含量从27%到50%逐渐增加,与氢键相关的振动峰明显增强,试样的伸长率降低,拉伸强度增加,100%定伸永久变形率增加,耐穴蚀时间逐渐缩短。试样耐穴蚀时间与硬段含量之间并非呈线性关系,而是当硬段含量在30%左右时才会表现出更好的耐穴蚀性能。穴蚀后,硬段含量为50%的涂层表面出现大范围细小均匀裂纹,硬段含量为35%的涂层表面局部出现少量大裂纹。结论硬段含量对TDI-BDO-PPG水性聚氨酯在海水中的穴蚀性能有显著影响。当硬段含量在较低范围内时,TDI-BDO-PPG水性聚氨酯表现出优异的拉伸性能、弹性性能及耐穴蚀性能。其中,硬段含量为30%的水性聚氨酯涂层的耐穴蚀性能最佳。

硬段含量对MDI型热塑性聚氨酯性能的影响

以4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、聚四亚甲基醚二醇(PTMG)和1,3-丙二醇(PDO)为原料,采用预聚体法合成热塑性聚氨酯(TPU),利用FTIR、DSC及力学性能测试等手段探究了硬段含量对TPU性能的影响。结果表明,硬段含量增加,TPU的氢键化程度、玻璃化转变温度、硬段熔融温度、拉伸强度、撕裂强度、硬度和模量均随之增大,软段结晶熔融温度及断裂伸长率随之减小;在硬段质量分数33%~45%范围内,TPU呈现"海-岛"结构,且随硬段含量增加,微相分离程度逐渐增加。

硬段含量对HMDI型水性聚氨酯性能的影响

以聚四氢呋喃醚二醇(PTMEG)为多元醇组分、4,4′-二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)为异氰酸酯组分、1,4-丁二醇(BDO)为小分子扩链剂合成了水性聚氨酯(WPU)。通过红外光谱、力学性能和耐水性能测试等手段研究了硬段含量对WPU的羰基氢键化程度、模量和吸水率等性能的影响。结果表明:随着硬段含量增加,WPU的羰基氢键化程度、模量和拉伸强度增大,断裂伸长率和吸水率减小;当硬段含量为27.5%时,WPU具有较低的模量以及适宜的强度和耐水性能。

硬段含量对聚酯型温敏聚氨酯弹性体性能的影响

选用二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)体系,采用预聚体法合成不同硬段含量的温敏聚氨酯弹性体(CPU)。研究了硬段含量对聚氨酯弹性体常温及变温力学性能、热性能、动态性能以及形变温敏性能的影响。结果表明:当硬段含量为62%时,材料的拉伸强度、撕裂强度最高,扯断伸长率最低;当硬段含量为63.5%时,硬度、玻璃化转变温度最高;拉伸强度随温度的升高而降低,扯断伸长率随温度的升高先增加后减小,且在玻璃化转变温度附近达到最大。硬段含量为62%时,CPU的综合性能较为优异,且具有典型的形变温敏性能,随着外界力的变化,聚氨酯弹性体的形变固定率变化并不是特别明显,而形变回复率因此下降。

硬段含量对快速固化聚氨酯修补胶性能的影响

制备了不同硬段含量(18%~34%)的快速固化聚氨酯修补胶(PRA),考察了硬段含量对PRA的固化时间、力学性能、耐热性能、耐水性能和耐磨性能的影响。结果表明:当硬段含量由18%增加到34%时,PRA的氢键化程度增大,固化速度加快,拉伸强度、撕裂强度和剪切强度增大,断裂伸长率减小;随着硬段含量的增加,总体上PRA的起始分解温度提高,硬段热失重率增大,软段热失重率减小;硬段含量对PRA吸水率的影响很小,浸水7 d后PRA的力学性能与浸水前相比有所下降;随着硬段含量的增加,PRA的磨耗体积先减小后增大,在硬段含量为26%和30%时磨耗体积较小;硬段含量为30%的PRA的综合性能较好,其固化时间为50 s,拉伸强度为19.94 MPa,断裂伸长率为460%,撕裂强度为70.72 kN/m,剪切强度为1.87 MPa,阿克隆磨耗体积为47 mm~3。

硬段含量对聚氨酯脲弹性体力学性能的影响

以二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)与4,4′-双(仲丁基氨基)-二苯基甲烷为硬段、以聚氧化丙烯多元醇(PPG)为软段,采用半预聚法制备了一系列不同硬段含量的聚氨酯脲弹性体。通过静态力学性能测试、动态力学分析等研究手段,考察了硬段含量对聚氨酯脲弹性体力学性能及动态力学性能的影响。结果表明:40%~50%硬段含量弹性体的玻璃化转变温度(T_(g))在室温附近(15~30℃),且具有较高的阻尼因子峰值(tan_(δ_(max)))、较宽的阻尼温域;随着硬段含量的升高,弹性体的拉伸强度、断裂伸长率逐渐升高,tan_(δ_(max))降低,T_(g)向高温方向移动。

硬段含量对合成革用无溶剂聚氨酯性能的影响

以聚四氢呋喃醚二醇-2000（PTMEG-2000）和异氟尔酮二异氰酸酯（IPDI）反应．得到异氰酸酯基（-NC0）含量为20％的无溶剂NCO封端聚氨酯预聚体，作为B组分；由1，4-丁二醇（1，4-BDO）、聚合物多元醇-2000和催化剂混合得到含羟基（-OH）的A组分；在R值（混合物料中-NCO与-OH的摩尔比）为1．1的条件下，调节1，4-BDO、聚合物多元醇-2000的用量，制备了不同硬段含量的无溶剂聚氨酯涂层，并研究了硬段含量对无溶剂聚氨酯性能的影响。结果表明：随着硬段含量的增加，无溶剂聚氨酯膜的100％模量和300％模量提高，拉伸强度增加，耐水性和耐水解性增强，断裂伸长率降低，透水汽性变差；X射线衍射（XRD）及热重分析（TGA）测定表明：硬段含量较高的无溶剂聚氨酯涂层具有较高的结晶度和更好的热稳定性。

硬段含量对混炼型聚氨酯弹性体性能的影响

由二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)和聚己内酯二醇(PCL)制备出不同硬段含量的混炼型聚氨酯弹性体(MPU),采用红外光谱、示差扫描量热分析、动态力学分析及力学性能测试等研究了硬段含量对MPU性能的影响。结果表明,随着硬段含量的增加,MPU的玻璃化转变温度升高,耐低温性能变差。硬段含量越高,材料的损耗因子越大,阻尼性能越好。随着硬段含量的增加,硫化胶的拉伸强度、撕裂强度、硬度和定伸应力均增大,耐磨性能增强,而扯断伸长率和回弹性下降。耐压缩疲劳性能增强,压缩永久变形降低。硬段含量对MPU的耐热氧老化性能基本没有影响。

硬段含量对聚氨酯泡沫材料性能的影响

以改性异氰酸酯(M20)、聚醚多元醇(TSU-350H)为主要原料,加入扩链剂HGO,稳泡剂硅油(B8485),开孔剂Ortegol 501,发泡剂水,采用预聚体法合成了一系列不同硬段含量的硬质聚氨酯泡沫材料。通过示差扫描量热分析、力学性能、弹性回复及泡孔结构测试研究了硬段含量对泡沫性能的影响。结果表明,随着硬段含量的增加,泡沫材料的压缩强度逐渐增大,弯曲强度先增大后减小,材料玻璃化转变温度逐渐升高。压缩后的泡沫材料回复作用力越小,回复速率越慢,回复的高度越小。泡孔孔径和孔型系数先增大后减小,泡孔壁厚逐渐增加。热水老化后压缩强度及弯曲强度的保持率逐渐增大。

硬段调控对PPG-MDI型阻尼聚氨酯力学和热稳定性能的影响

利用二甲苯二异氰酸酯(MDI)、聚丙二醇(PPG)、二甲硫基甲苯二胺等为原料制备硬段质量分数分别为20%、30%、40%和50%的聚氨酯(PU)样品,利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)研究其结构组成和微相分离,热重分析(TGA)和差式扫描量热仪(DSC)分析其热性能和结晶性能,动态力学分析(DMA)研究样品的力学性能和阻尼因子(tanδ)。结果表明:PPG与MDI合成的PU并未产生结晶,硬段含量的增加会提高PU的微相分离程度和拉伸强度,但阻尼因子明显降低。其中PU-50的拉伸强度达到17.27 MPa,约为PU-20的26倍。而PU-20的阻尼因子峰值达到1.01左右,硬段含量对聚氨酯的力学性能和阻尼性能均存在较大影响。