水性聚氨酯的无溶剂法合成与性能研究

以聚醚胺D2000、聚丙二醇PPG2000、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二羟甲基丙酸(DMPA)为主要原料,采用无溶剂法制备了高脲基含量的水性聚氨酯,考察了合成路线、D2000含量对预聚体黏度和水性聚氨酯性能的影响。结果表明:采用D2000和PPG2000同时加入以及催化剂后添加的方式,得到的水性聚氨酯具有最低的预聚体黏度和最佳的综合性能。当软段中D2000含量为60%时,拉伸强度、100%模量、剥离强度较未加D2000的水性聚氨酯分别提高了39.8%、25.5%、51.8%,溶胀率和断裂伸长率分别降低了52.6%、31.3%。该研究为水性聚氨酯的无溶剂法合成以及聚醚胺在水性聚氨酯改性中的应用提供了有益的借鉴。

以N,N-(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸钠为亲水扩链剂的水性聚氨酯的制备及性能

制备了以N,N-(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸钠(BES-Na)为亲水扩链剂的磺酸型水性聚氨酯,采用FT-IR、DSC对水性聚氨酯的结构进行表征,并研究了BES-Na含量和NCO/OH值对水性聚氨酯乳液和薄膜性能的影响。研究表明:随着BES-Na含量的增加,乳液粒径分布区间变窄,平均粒径由237.3nm减小至61.2nm,薄膜的力学性能有较大提高,拉伸强度由16.07MPa增至24.67MPa,断裂伸长率由478.73%增至724.07%,硬度增大,吸水率由6.82%增至13.03%;随着NCO/OH值的增大,乳液粒径分布变宽,平均粒径由77.6nm增至335.7nm,薄膜拉伸强度由11.46 MPa增至22.28MPa,而断裂伸长率由555.61%降至22.9%,薄膜逐渐变得脆硬,硬度增大,吸水率由12.19%降至10.27%。

应对大截面玻纤/环氧拉挤型材开裂的树脂基体研究

针对大截面玻纤/环氧拉挤型材成型过程中出现的开裂问题,本文首先研究了使用不同类型促进剂情况下基体树脂的固化放热特性,并以优化的促进体系为基础,进一步研究了不同类型增韧剂对浇注体力学和热学性能的影响。实验结果表明,对于酸酐/环氧树脂基体,以四丁基溴化磷为促进剂,聚氨酯增韧剂的用量为7.5%(质量)时效果最佳。

聚酯/聚醚混合型聚氨酯薄膜透湿性研究

以聚己二酸丁二醇酯(PBAG)和聚乙二醇(PEG)混合作为软段,采用溶液预聚法制备了聚酯/聚醚混合型聚氨酯。通过傅立叶红外光谱分析(FTIR)、扫描电镜(SEM)、差示扫描量热分析(DSC)对其结构进行表征,并测试了透湿率(WVP)、表面接触角、吸水率、力学性能,与聚酯型聚氨酯、聚醚型聚氨酯进行了比较探讨。试验结果表明:随着PEG分子质量的增大,混合型聚氨酯薄膜不仅具有较好的透湿率,还具有较好的力学性能。

高分子电阻型湿敏材料的老化机理

本文以聚苯乙烯磺酸钠为湿敏材料制备了高分子电阻型湿度传感器,研究了其在高温高湿环境下,施加交流电激励后的老化行为。考察了通电电压、通电时间等对传感器响应特性的影响,并对其老化机理进行了探讨。提出通电老化后,湿敏材料在不同湿度下的电阻变化决定于高温高湿环境造成的溶解效应和施加电压后引起的通道效应和离子破坏效应。研究表明,在较高湿度环境下（87~93%RH）,施加800mv的电压可加速湿敏材料的老化过程,使湿度传感器响应信号较快达到稳定,从而有望改善湿度传感器的稳定性。

保护层对湿敏元件响应特性的影响

以聚苯乙烯磺酸钠(NaPSS)为湿敏材料,制备了高分子电阻型湿敏元件,研究了保护层对湿敏元件响应特性的影响,并对不同保护层材料的保护效果进行了比较。研究表明,外加保护层可改善元件的耐高湿性能,纤维素具有最佳的保护效果。

电极结构对高分子电阻型湿度传感器性能的影响

本文以聚苯乙烯磺酸钠为湿敏材料,制备了以金叉指电极为基底的高分子电阻型湿度传感器。研究了电极基片材料和叉指电极构型对传感器湿敏响应特性的影响。研究表明,采用多孔结构的基片材料可降低传感器电阻,增强湿敏膜与基片的结合能力从而提高传感器的稳定性;叉指电极构型对传感器的电阻大小有一定影响,增加电极中心线间距离使传感器的稳定性提高。

丙烯酸酯乳液在水性超纤革基布制造中的应用

以水性聚氨酯/丙烯酸酯混合乳液为含浸树脂制备超细纤维合成革基布,考察了丙烯酸酯的碱溶性,研究了丙烯酸酯含量对基布微观结构、手感和力学性能的影响。结果表明:碱减量45min后,丙烯酸酯可与海岛纤维中的海组分同时被碱液全部溶出。随着丙烯酸酯含量的提高,基布中超细纤维的松散程度增大,基布的柔软度、回弹性和丰满度提高。当丙烯酸酯含量达到30%时,基布的柔软度、回弹性、丰满度分别为溶剂型聚氨酯基布的96.6%、95.7%和87.2%。相对于溶剂型基布,水性超纤革基布的拉伸负荷和撕裂负荷降低了6.5%~10.9%和6.7%~11.7%。

苯乙烯-马来酸酐交替共聚物钠盐/聚苯乙烯磺酸钠复合物的湿敏特性

以苯乙烯-马来酸酐交替共聚物钠盐(NaSMA)与聚苯乙烯磺酸钠(NaPSS)复合物为湿敏材料,在叉指金电极上浸涂成膜制备了电阻型湿度传感器,考察了NaSMA和NaPSS浓度对复合湿度传感器响应特性的影响。研究表明,加入NaPSS可降低传感器在低湿下电阻,同时提高传感器的高湿灵敏度。在最佳条件下,当环境湿度从33%RH增加至97%RH时,制备的复合湿度传感器的电阻由4.2×106Ω变化至1.8×103Ω,并具有优异的半对数线性、较高的高湿响应灵敏度和较小的湿滞。相对于单独以NaPSS或NaSMA为湿敏材料的传感器,复合传感器具有更好的综合性能。在复合敏感膜外施加硅丙树脂保护层,可明显提高传感器的稳定性。

一种高分子电阻型湿度传感器的制备及研究

以苯乙烯-马来酸酐共聚物钠盐(Na-SMA)为湿敏材料,采用浸涂的方法,在小型叉指金电极上成膜,制备了高分子电阻型湿度传感器.研究了浸涂液组成对传感器响应特性的影响.研究表明,随着浸涂液中Na-SMA浓度的提高,元件的电阻、湿滞降低;而随着浸涂液中聚乙烯醇(PVA)浓度的提高,元件的电阻降低,湿滞增加.

硅烷偶联剂KH-570表面改性纳米SiO_2

采用硅烷偶联剂KH-570在酸性条件下对纳米SiO2表面进行改性,并对改性前后的纳米SiO2采用粒径分析仪、傅里叶红外变换光谱仪、紫外-可见光光谱仪、扫描电镜等仪器进行了分析和表征。结果表明,硅烷偶联剂KH-570能成功地对纳米SiO2表面进行改性,使其表面化学键合了硅烷偶联剂的有机官能团,降低了颗粒团聚程度。

合成革用聚氨酯-纳米SiO_2原位杂化涂层的制备及其透气、透湿性能研究

采用原位有机-无机杂化技术将SiO2颗粒引入合成革用聚氨酯涂层中，并对杂化涂层的截面形态、透气透湿性、孔径分布和比表面积进行了检测。结果表明：当SiO2的含量不高于1．5％时，原位生成的SiO2颗粒不仅在聚氨酯涂层中分布均匀，且其粒径被控制在70～150nm；由于有机聚氨酯和无机纳米SiO2颗粒间形成了相间孔隙，因此聚氨酯涂层的透气（氢气、氮气和氧气）、透湿性随纳米SiO2含量的提高而逐渐增加。当SiO2的含量超过1．5％时，原位生成的SiO2颗粒属微米级且团聚明显，其阻透作用将导致聚氨酯涂层透气、透湿性能的降低。本实验所制备的聚氨酯-纳米SiO2原位杂化涂层有望改善合成革产品的穿着舒适性和卫生性能。

水性聚氨酯在合成革后整理中的应用

以异氰酸酯和聚丙多元醇为原料合成了多种水性聚氨酯,并首次用于合成革的后整理。将成革的透氧气性、透湿性、低温耐曲折性、耐干湿擦性、耐老化性等,与溶剂型聚氨酯涂饰后的合成革进行了对比研究,结果表明:经水性聚氨酯涂饰的合成革的透氧量达到了4 583.53mg/cm^2·h,为溶剂型的1.5倍,且透水汽量达到了615.53mg/cm^2·h,约为溶剂型的8倍;低温曲折次数大于4万次,为溶剂型的2倍。采用水性聚氨酯替代传统的溶剂型聚氨酯完成合成革的后整理,成革性能优良,大幅度降低有机溶剂排放造成的环境污染,确保了合成革行业的可持续发展。

纳米TiO2原位杂化聚氨酯及其抗菌防霉性能研究

采用原位有机—无机杂化技术将纳米TiO2引入合成革用聚氨酯膜中,并对杂化薄膜的截面形态、抗菌防霉性能和力学性能进行了检测。结果表明:无机纳米TiO2颗粒在聚氨酯杂化膜中分布均匀,且其粒径与TiO2的含量有关。当TiO2的含量从0.25%提高到1.00%时,纳米TiO2的平均尺寸相应的由40-50 nm增加到90-110nm。该杂化膜不仅对细菌(金黄色葡萄球菌和大肠杆菌)的生长有抑制作用,而且还表现出优异的防霉(黑曲霉)性能。同时,纳米TiO2的原位引入对聚氨酯薄膜有增强、增韧的作用。

不同致孔剂对PU合成革涂层透湿性的影响

在总结前人研究工作的基础上,采用正交试验的方法探讨了致孔剂NaHCO3、NH4HCO3和CaCO3的用量和种类以及反应条件,对薄膜透湿性和力学性能的影响。试验结果表明最优的工艺条件为:致孔剂使用CaCO3,使用量为聚氨酯树脂固含量的3%,凝固时间5min,凝固溶液pH值为2。采用最优工艺处理后的聚氨酯薄膜透湿性可以达到24882.65g/m2·24h,比未处理的合成聚氨酯提高了近43%,比人造革制造中常用的底涂PU7020分别提高了70%。

聚乙二醇对混合嵌段聚氨酯透湿性能的影响

综合考虑聚酯型聚氨酯和聚醚型聚氨酯的特点,以聚己二酸丁二醇酯(PBAG)和聚乙二醇(PEG)混合作为软段,采用溶液预聚法制备了聚酯-聚醚混合型聚氨酯。考察了混合软段中PEG摩尔分数以及PEG相对分子质量对聚氨酯薄膜的表面接触角、吸水率、透湿率及力学性能的影响。结果表明,随着PEG摩尔分数的增大和PEG相对分子质量的增大,薄膜的接触角和拉伸强度降低,吸水率、透湿率增大。当PEG摩尔分数从0.28增加到0.71时,薄膜接触角从75.8°降低至63.5°,吸水率从25.7%增加到106.1%,透湿率从1226g/(m2·24h)增加到3408g/(m2·24h);PEG相对分子质量从1000增加到10000时,薄膜接触角从80.5°降到55.7°,吸水率从4.5%增加到356.4%,透湿率从733g/(m2·24h)增加到3577g/(m2.24h)。

流动注射-氢化物发生原子吸收光谱法测定香烟接装纸中的痕量砷

将流动注射-氢化物发生和原子吸收光谱法有机的结合起来，探讨了流动注射-氢化物发生-原子吸收光谱法测定香烟接装纸中砷的最佳条件。样品经消解后，加入还原剂，使五价砷还原为三价，在盐酸介质中和硼氢化钾反应生成砷化氢，进入电热石英管原子化测定。检测结果相对标准偏差小于5％，加标回收率为96．7％～104％，方法检出限为0．18μg／L。

羧酸/磺酸盐型水性聚氨酯的性能研究

以N,N-(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸钠(BES-Na)和二羟甲基丙酸(DMPA)作为亲水扩链剂制备了一系列羧酸/磺酸盐型水性聚氨酯,采用DSC对其进行分析,并研究了不同BES-Na含量对水性聚氨酯乳液的外观、稳定性、黏度、平均粒径和薄膜的力学性能、硬度和吸水率的影响。结果表明:制备的WPU在45℃附近出现一个软段熔融吸热峰,WPU乳液外观和稳定性较好,平均粒径在75～110 nm。随着磺酸盐BES-Na含量的增大,乳液黏度增大,薄膜的拉伸强度和断裂伸长率提高,硬度增大,吸水率也逐渐提高。

合成革用聚氨酯/纳米SiO_2原位杂化膜的制备及性能研究

采用原位有机—无机杂化技术将纳米SiO2引入合成革用聚氨酯膜中,并对杂化薄膜的表面/截面形态、力学性能、透水汽性、吸水率和防霉性能进行了检测。结果表明:当SiO2的含量不超过0·50%时,原位生成的SiO2颗粒不仅在聚氨酯薄膜的表面和截面分布均匀,且其平均粒径被控制在100nm左右;同时,纳米级SiO2的原位引入对聚氨酯薄膜的抗张强度和透水汽性均有提高;而且本试验所制备的聚氨酯/纳米SiO2原位杂化膜还表现出优异的防霉(黑曲霉)性能。

聚氨酯/纳米TiO_2原位杂化涂层的制备及其通透性能研究

在聚氨酯溶液湿法成膜的过程中引发前驱体的原位水解缩聚反应,成功地将纳米级TiO_2颗粒均匀地引入聚氨酯合成革涂层中。低温氮吸附/脱附试验证明,在有机聚氨酯和无机纳米TiO_2颗粒间形成了相间孔隙,这使得本试验所制备的聚氨酯/纳米TiO_2原位杂化涂层具有明显提高的透气、透湿性。