基于多通道原位红外光谱技术的环氧涂层恒温固化反应研究

目的拓展多通道原位红外光谱技术的应用,探究环氧树脂在固化行为中的分子结构变化以及不同固化深度下的动力学参数与恒温固化模型。方法采用多通道原位红外光谱的表征方法,对N,N,O-三缩水甘油基对氨基苯酚(环氧树脂AFG-90)与甲基纳迪克酸酐(MNA)的环氧涂层的固化过程进行30、40、50、60、70℃等5个温度下的原位红外光谱监测,基于特征官能团吸光度的变化,研究恒温固化模型。结果通过特征官能团吸光度与温度、时间的关系,计算得出AFG-90与MNA的环氧树脂固化体系在不同温度下的固化模型、达到不同固化度下的固化时间,求解得在不同固化深度下的活化能Ea主要在58~74 kJ/mol变化,且其均值为69.43 kJ/mol。结论获得了AFG-90与MNA的环氧树脂固化体系在固化过程中动力学参数和模型,同时试验结果表明,多通道原位红外光谱技术是研究高分子材料固化反应动力学的有效表征方法。

抗静电半硬质聚氨酯泡沫塑料的制备与性能研究

以导电炭黑和十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为抗静电剂通过特殊的工艺制备了抗静电半硬质聚氨酯泡沫塑料(SRPUF)。当导电炭黑用量大于3份,或采用1.5份以上导电炭黑与2.5份CTAB相结合,可以制得体积电阻率在108～109Ω.cm范围的具有开孔结构的抗静电SRPUF,其拉伸强度和断裂伸长率与未加抗静电剂的纯半硬质聚氨酯泡沫塑料(纯SRPUF)相比不发生明显下降。随填料用量的增加,SRPUF的硬度和模量增大,阻尼因子下降。

多壁碳纳米管改性聚氨酯弹性体的研究

采用多壁碳纳米管(MWCNT)对聚氨酯弹性体(PUE)进行改性,研究MWCNT用量、分散方式以及偶联剂表面处理等因素对PUE性能的影响。结果表明,MWCNT在PU基体中为部分纳米级分散;随着MWCNT用量的增大,PUE的100%定伸应力和拉伸强度呈现先减小后增大再减小的趋势,而拉断伸长率呈现先增大后减小的趋势。动态力学性能分析结果表明,PUE的tanδ随着MWCNT用量的增大而减小,弹性提高。采用偶联剂对MWCNT进行表面处理后,MWCNT与PU基体间的相互作用有一定提高,但团聚现象增加。

聚氨酯/导电炭黑抗静电胶粘剂的制备与性能研究

制备了弹性聚氨酯(PU)/导电炭黑复合抗静电胶粘剂,通过体积电阻率的测定考察了该胶粘剂的导电性能,利用热重分析(TGA)和差示扫描量热(DSC)法研究了该胶粘剂的热性能,并采用湿热老化和温度冲击试验研究了该胶粘剂在加入复合抗氧剂前后的抗老化性能。结果表明:当w(导电炭黑)≥6.2%(相对于胶粘剂而言)时,该胶粘剂开始获得抗静电能力;当w(导电炭黑)≈7.0%(相对于胶粘剂而言)时,该胶粘剂的体积电阻率发生突跃式下降;该胶粘剂的热性能由PU基体所决定,导电炭黑对其热性能的影响不大;加入复合抗氧剂后,该胶粘剂具有良好的抗老化性能。

纤维增强聚氨酯泡沫塑料技术及应用

综述了纤维增强聚氨酯泡沫塑料(FFU)的种类、性能特点以及应用领域,讨论了纤维对FFU相关性能的影响以及FFU的增强和破坏机理,并展望了本领域的未来发展方向。

匀泡剂对硬质聚氨酯泡沫孔径及冲击性能的影响

通过改变配方中匀泡剂的用量,制备了一系列具有相同密度的硬质聚氨酯泡沫塑料(RPUF)。使用二维图像分析方法对其孔径进行了表征,结果显示其孔径分布在210￣624μm范围。研究了冲击性能与孔径之间的关系,发现材料的冲击强度随孔径增大呈线性下降的趋势,同时其脆性增大而韧性降低。

基于天然多糖的共混型可降解聚氨酯泡沫塑料研究

以微晶纤维素(MCC)和淀粉(ST)两种天然多糖为填料,制备了共混型硬质和半硬质可降解聚氨酯泡沫塑料(PUF),利用材料试验机研究了其力学性能,通过土壤掩埋和需氧堆肥化两种手段研究了其降解性能。结果表明,MCC和ST可以以较大比例与聚氨酯进行共混,在硬质PUF(RPUF)中的质量分数可达23.3%,在半硬质PUF(SRPUF)中的质量分数可达20.0%;随着填料用量的增加,RPUF的压缩弹性模量和强度有一定提高,但冲击强度下降较大,SRPUF在保持其断裂伸长率基本不变的同时其拉伸强度有一定提高;随着填料用量的增加或降解时间的延长,PUF的生物降解程度提高;ST填充试样的力学和生物降解性能优于MCC填充试样。

水发泡抗静电半硬质聚氨酯泡沫塑料的制备和性能研究

采用内部添加导电炭黑(CB)方法,通过一步法模塑成型工艺,制备了不同导电炭黑或硬段(HS)含量的水发泡抗静电半硬质聚氨酯泡沫塑料(SRPUF)。测试了SRPUF的红外光谱、导电性能、力学性能和黏弹性。结果表明,随着导电炭黑或硬段含量的增加,SRPUF的体积电阻率下降;随着导电炭黑含量的增加,SRPUF的拉伸模量提高,拉伸强度和断裂伸长率显著下降;随着硬段含量的增加,SRPUF的拉伸和压缩模量增大,抗压能力提高,拉伸强度基本不变,而断裂伸长率显著下降;随着导电炭黑或硬段含量的增加,SRPUF的玻璃化转变温度(Tg)分别向低温和高温方向移动,动态模量则均在温度低于Tg时逐渐下降,温度高于Tg时逐渐提高。

聚合物/蒙脱土纳米复合材料研究进展

介绍和分析了目前聚合物/蒙脱土纳米复合材料研究的热点,包括有关带有极性基团的插层剂、反应性插层剂和带有POSS基团的插层剂的研究,以及有无相容剂存在下熔融插层制备纳米复合材料方面的研究。讨论了插层剂和相容剂的作用及其机理,并展望了本领域的发展方向。

软段分子链结构对PUF性能的影响

通过将聚乙二醇(PEG)、聚己内酯(PCL)、聚乳酸(PLA)和聚四氢呋喃醚(PTMG)等不同特性的聚合物链段引入聚氨酯(PU)基体,制备了具有不同软段结构的聚氨酯泡沫塑料(PUF)。考察了不同软段分子链结构对PUF力学性能、热性能及在土壤中降解性能的影响。结果表明,随着软段中PEG或PLA含量的增加,PUF的拉伸强度下降;不同软段结构PUF的玻璃化转变温度顺序为:PTMG1000<PEG1000<PCL210N<PLA1000;降解速度顺序为:PTMG1000<PLA1000<PCL210N<PEG1000。通过控制不同类型聚合物链在软段中的比例,能够在保证PUF基本力学强度的同时,使其具有较快的降解速度。

抗静电环氧树脂胶粘剂的制备与性能研究

以导电碳黑和银粉为导电填料制备了抗静电环氧树脂(EP)胶粘剂,考察了导电填料的种类和用量对胶粘剂导电性能和力学性能的影响。研究结果表明,导电填料的种类对胶粘剂导电性能和力学性能的影响显著不同;以导电碳黑作为导电填料时,当w(导电碳黑)=5.0%时EP胶粘剂开始具备抗静电能力,当w(导电碳黑)≈7.1%时胶粘剂的体积电阻率发生突跃式下降;而以银粉作为导电填料时,当w(银粉)=0～38%时EP胶粘剂不具备抗静电能力。EP胶粘剂的拉伸强度和剪切强度随着导电碳黑用量的增加呈线性下降的趋势,而随着银粉用量的增加则呈线性上升的趋势。

八氨苯基POSS交联改性聚氨酯弹性体的制备与性能

以八氨苯基多面体低聚倍半硅氧烷(OapPOSS)为交链剂,原位合成了含有POSS结构的聚氨酯弹性体纳米复合材料,分别采用FT-IR、光学显微镜,动态热机械(DMA)分析以及热重分析(TGA)等对所合成的复合材料进行了表征。结果表明:随着OapPOSS用量的增加,所制POSS/PUE复合材料的拉伸强度增加,扯断伸长率下降,储能模量增加,阻尼因子下降,玻璃化转变温度升高,热分解速率降低。

淀粉／微晶纤维素填充聚氨酯泡沫塑料的制备与力学性能

利用模塑成型方法,在聚氨酯泡沫塑料中引入了淀粉和微晶纤维素两种易于生物降解的填料,制备了不同淀粉和微晶纤维素填充量的聚氨酯泡沫塑料,并研究了填料种类和用量对聚氨酯泡沫塑料力学性能的影响。确定了填料在聚氨酯泡沫塑料中的最大填充量,并发现填料的加入使得硬质聚氨酯泡沫塑料(RPUF)的冲击强度下降,当两种填料含量为40份时,RPUF的压缩强度均达到最大值;使得半硬质聚氨酯泡沫塑料(SRPUF)的拉伸强度升高;当两种填料含量为30份时,SRPUF的拉伸强度均达到最大值;淀粉和微晶纤维素含量分别为20份和10份时,两种SRPUF的断裂伸长率达到最大值。

聚氨酯弹性体性能的影响因素

考察了不同结构多元醇、异氰酸酯指数、扩链剂种类及用量等对聚氨酯弹性体(PUE)物理机械性能和动态力学性能的影响。结果表明,在无扩链剂的情况下,用7种多元醇制备的PUE中,以相对分子质量为2000的聚己内酯多元醇制得PUE的拉伸强度最高,达到34.5MPa;以相对分子质量为3000的聚己二酸己二醇酯制得的PUE是一种典型的结晶高聚物;对于同一结构的多元醇,相对分子质量越大,其制得PUE的拉伸强度及扯断伸长率越大;随着异氰酸酯指数的增加,PUE的拉伸强度与邵尔A硬度增大,而扯断伸长率下降,损耗因子(tanδ)最大值略有下降,玻璃化转变温度(Tg)略有升高;用液化3,3′-二氯-4,4′-二氨基二苯甲烷(L-MOCA)作扩链剂时,PUE的扯断伸长率均表现出大幅度的下降;用液化对苯二酚二羟乙基醚及液化间苯二酚二羟乙基醚作扩链剂时,PUE的扯断伸长率下降幅度较小;3种扩链剂均可使PUE的Tg升高,tanδ最大值减小;随着扩链剂L-MOCA用量的增加,PUE的邵尔A硬度增大,而扯断伸长率呈下降趋势,拉伸强度则先下降后升高,Tg升高,tanδ最大值减小。

淀粉填充硬质聚氨酯泡沫塑料的制备及生物降解性

利用模塑成型方法,在聚氨酯泡沫塑料中引入天然高分子淀粉,制备不同淀粉填充量的外观和力学性能良好的聚氨酯泡沫塑料,最大填充量达23.3%,并研究填料用量对聚氨酯泡沫塑料力学性能的影响。研究表明:填料的加入使泡沫压缩性能有一定提高,而冲击性能大幅度下降;土壤掩埋实验表明:填料含量越大,降解时间越长,样品的降解性越好,最大填充量试样降解120d后失重率可达16.09%。

可生物降解的聚氨酯材料研究进展

综述了近年来国内外可生物降解聚氨酯(PU)材料的研究进展,介绍了可生物降解聚氨酯的分类、降解性的表征方法等。重点介绍了近年来国内外可生物降解聚氨酯的制备方法,使用的主要原料,并指出其中淀粉是生产可生物降解聚氨酯材料最有潜力的原料。指出可生物降解聚氨酯材料存在的问题和发展趋势。

多面体低聚倍半硅氧烷改性PU的制备

采用多面体低聚倍半硅氧烷(POSS)对聚氨酯(PU)进行改性,并对改性PU的性能进行研究。结果表明:采用超声波分散法可将POSS均匀分散在PU基体中;八乙烯基POSS对PU具有较好的补强和增韧作用,而八苯基POSS对PU的补强作用不明显。

可降解聚氨酯材料发展现状与趋势

介绍了可降解聚氨酯材料的概念与意义,并按时间顺序和技术发展程度,对近年来可降解聚氨酯材料经历的与天然物质共混、改性后共混、与天然物质共聚、分子链设计等几个合成阶段的发展历程作了详细介绍,综述了降解机理及表征方法方面的研究进展,并对可降解聚氨酯材料的发展前景作了评述。

可降解聚氨酯泡沫塑料的制备及性能

以聚乙二醇/聚己内酯(PEG/PCL)为复合软段,采用二丁基二月桂酸锡(DBTL)和三乙烯二胺(A33)作为复合催化剂,采用硅油(AK8807)作为泡沫稳定剂,由一步法制得了具有均匀泡孔且开孔率较高的可降解PUF(聚氨酯泡沫塑料);采用红外分析(IR)、光学显微镜等分析手段对这些材料的结构和形貌进行了表征,考察了材料的力学与热稳定性等性能。结果表明:随着PEG-400的升高,PUF的拉伸强度、断裂伸长率和压缩强度基本呈现非常明显的下降趋势;PEG-400:PCL-210N比例为100:0时分解温度最高,比例为70:30时分解温度最低,而最大热失重温度所反映的热稳定性好坏和起始温度所反映的基本是一致的;PUF的Tg处于-70℃到-30℃范围内,并随着PEG-400含量的增加呈提高趋势,这与其热稳定性相一致。

熔融合金化增韧POM的研究进展

综述熔融合金化增韧聚甲醛(POM)的一些共混体系,如POM/PUR-T、POM/PP、POM/NBR、POM/PA及无机粒子增韧POM体系,其中在POM/PUR-T的共混体系里,采用MDI作为增容剂的增韧效果最好,此外,离子型聚合物如EMA-Zn作为增容剂时其增韧效果较为突出。