水性聚氨酯的合成及其结构生色织物的封装保护应用

为了提高光子晶体结构生色织物的结构稳定性,设计制备了一系列结构的聚碳酸酯型水性聚氨酯,并将其作为光子晶体结构生色织物的封装保护层以提高其结构稳定性。结果表明:亲水扩链剂含量对水性聚氨酯膜的亲疏水性影响较大;硬段含量对耐磨抗刮性能的影响最为显著。当R值为1.2,硬段质量分数为40%,亲水扩链剂质量分数为5%,所合成的聚碳酸酯型水性聚氨酯具有优异的柔韧性和耐磨抗刮性能。封装后的光子晶体结构生色织物具有鲜艳、明亮的结构色效果,且在多达40000次摩擦后仍无明显磨损,结构稳定性优异。

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。

聚氨酯弹性体分子结构对阻尼及力学性能的影响

为获得深水环境用减振降噪聚氨酯弹性体(PUE),选择甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚丙二醇2000(PPG2000)和三乙醇胺(TEA)为原材料浇注制备了PUE,探究硬段含量、R值和合成方法对PUE阻尼性能和压缩模量的影响。结果表明:随着硬段含量的增加,PUE的tanδ峰值减小,压缩模量增强;随着R值的增加,Tg增大,压缩模量先增大后降低,R=2时达到峰值。预聚体法和一步法对合成出PUE的tanδ的影响较小,但预聚体法合成PUE的压缩模量明显优于一步法。增加分子链刚度、氢键化程度和硬段微区分布均匀程度可以有效提升PUE的压缩模量,但会导致阻尼性能下降。

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。

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。

H_(12)MDI聚氨酯弹性体微相分离研究

以4,4′-二环己基甲烷二异氰酸酯(H12MDI)/1,4-丁二醇(BDO)为聚氨酯硬段,分别以聚四氢呋喃醚二醇(PTMEG)、聚己二酸丁二醇酯(PBA)为软段合成了硬段含量(质量分数,下同)为23%～50%的聚氨酯弹性体。借助IR、DSC等分析手段研究了其微相分离结构,并针对所制备弹性体进行力学性能表征。结果表明,硬段含量对H12MDI基弹性体的软段玻璃化温度影响很小;硬段含量的增加,PTMEG型PU的微相分离程度随之先降低后增加,而PBA型PU的微相分离程度则随之降低;以PBA为软段的H12MDI基弹性体在硬段含量为40%时力学性能达到最优。

聚醚型热塑性聚氨酯弹性体的合成及性能

研究了催化剂、原料品种、反应温度、硬段含量、R值等因素对聚醚型热塑性聚氨酯弹性体(TPU)合成的影响,并对产物力学性能进行了分析。结果表明:Bi-8、100-Ag与TPT三种催化剂的催化效果都随起始反应温度的升高而增强;随着硬段含量的提高,TPU的硬度、拉伸强度、定伸模量、撕裂强度都同步增大,断裂伸长率则减小;随着R值的增加,TPU的力学性能提高;同时,采用PTMEG-1000合成的TPU的综合性能比采用PTMEG-1800合成的要好;与路博润同硬度产品相比,采用PTMEG-1000合成的TPU在100%定伸模量、300%定伸模量和撕裂强度上有所提高,但断裂伸长率和拉伸强度表现稍差。

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。

聚碳酸酯型聚氨酯脲弹性体的合成与表征

以聚碳酸酯二醇(PCDL),六亚甲基二异氰酸酯(HDI)为预聚原料,3,3′-二氯-4,4′-二氨基二苯甲烷(MOCA)为扩链剂,两步法合成了一系列不同硬段含量的聚氨酯脲(PUU)弹性体。采用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、强力拉伸仪等测试手段对其结构特征和材料的力学性能以及耐水性能进行了研究。结果表明,随着硬段含量的增加,材料的拉伸强度先增大后减小最后又增大,而断裂伸长率和吸水率呈现相反的趋势,并以硬段含量47%为分界点。

含有磺酸基/羧基高固含量聚氨酯分散体的合成与表征

以磺酸盐聚醚二元醇(SPPG)作为软段亲水单体,DMPA作为硬段亲水单体,聚己二酸己二醇新戊二醇酯(PHNA)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、三乙胺(TEA)、哌嗪为原料,采用丙酮法合成了固含量50%以上软硬段均含亲水的聚氨酯分散体(PUD)。研究表明,PUD的ζ电位处于-52～-72mV之间,具有良好的稳定性。亲水基团含量(HGC)、HDI/IPDI摩尔比的增加使胶粒平均粒径变小,粒径分布变窄,黏度增加;—SO3Na/—COOH摩尔比的减小,使小粒子体积分数在21%～28%,黏度显著减小。透射电镜(TEM)显示,分散体胶粒多为大小不一的球形结构,呈多元分布。DMA显示PUD胶膜具有良好的软硬段相容性和耐寒性。

聚酯-聚酯多嵌段共聚物序列结构研究

利用对苯二甲酸乙二酯-己内酯多嵌段共聚物质子谱中各官能团的特征共振吸收峰计算证明两种吸收强度关系式反映了软链段和硬链段中相应官能团的数量关系,从而进一步肯定了所提出的链化学结构,在此基础上又直接利用各种官能团对其质子谱中特征吸收峰的强度贡献,计算得到多嵌段共聚物中软硬链段数,软硬链段平均长度,分子量和硬链段重量百分数的表示式。本文最后一部分用三素组的几率计算方法对多嵌段共聚物的质子谱和^(13)C谱分析讨论,所得有关链结构的数量关系是合理的,进一步证实了质子谱的直接计算法。

水性形状记忆聚氨酯的合成及其在织物上的应用

聚己内酯二元醇(PCL)为结晶软段,异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为硬段,合成硬段含量不同的一系列交联型水分散形状记忆聚氨酯(SMPU).通过FTIR、DSC、XRD、透湿性和形状记忆性能测试等,研究了硬段含量对形状记忆聚氨酯(SMPU)结构与性能的影响以及形状记忆聚氨酯在织物涂层上的应用.结果表明:随着硬段含量的提高,聚氨酯的结晶熔融温度升高,结晶度下降,形状回复率先增大再减小.当硬段为28.6%时,形状回复率达到最大为94%.经SMPU处理过的织物随着SMPU硬段含量的增加,透湿量降低;随着温度的升高,透湿量增大.形状回复角较未经处理的织物原样有明显增大.

聚ε-己内酯型热塑性聚氨酯弹性体的合成

简单介绍了聚ε-己内酯型热塑性聚氨酯弹性体的合成工艺,研究了聚ε-己内酯分子量、硬段含量、n(—NCO)/n(—OH)和异氰酸酯结构对其性能的影响。结果表明,n(—NCO)/n(—OH)和异氰酸酯结构对热塑性聚氨酯弹性体的熔融指数、微相形态结构和物理机械性能有较大的影响。

基于二维红外光谱的聚氨酯微相分离研究

以聚醚二元醇(PPG)为软段,通过控制异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)比例,合成了不同软硬段比例的聚氨酯。采用X射线衍射仪(XRD)研究了聚氨酯微晶区的结晶度;采用傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、二维红外光谱(2D-IR)分析了聚氨酯NH基峰和C O峰处的氢键作用;并对聚氨酯进行了邵氏硬度实验。结果表明:随着硬段含量从33%增至67%后,硬段微晶区结晶度从0.49%增至8.95%,硬段区氢键作用增长明显;聚氨酯硬段形成的氢键作用主要有软硬段间的无序相氢键作用和硬段之间的有序相氢键作用;在C O峰的2D-IR异步光谱中,随着硬段含量增加,有序相氢键作用增强,有利于先形成硬段微晶区,再在软硬段界面处形成无序相氢键;随着硬段含量的增加,PU胶膜中硬段聚集微区增多,胶膜硬度增大。

新型羟基磺酸盐型聚氨酯分散体的制备与性能研究

以自制DMBPS—Na（2，2-二羟甲基丁酸-3＇磺酸钠-丙酯）为亲水单体，以PTMG-2000（聚四氢呋喃二醇）、IPDI（异佛尔酮二异氰酸酯）、EDA（乙二胺）和BDO（1，4-丁二醇）为主要原料，合成了固含量超过50％的磺酸盐型PUD（聚氨酯分散体）。研究结果表明：该PUD的平均粒径为60～490nm、黏度低于800mPa·s且稳定性良好；硬段含量越多，PUD胶膜的拉伸强度和硬度越大、断裂伸长率越低、PUD胶膜中软段和硬段的相分离程度越大；PUD胶膜在270℃时开始分解，470℃时基本分解完全，在其他条件保持不变的前提下，耐热性随硬段含量增加而变差；PUD胶膜的吸水率为2％～8％，说明其耐水性良好。

聚碳酸酯二醇型热塑性聚氨酯弹性体的制备与性能

以聚碳酸酯二醇(PCDL)为软段、4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)/1,6-己二醇(HG)为硬段,经两步法制备了不同硬段含量的PCDL型热塑性聚氨酯弹性体,即聚碳酸酯聚氨酯(PCU);考察了硬段含量对PCU的力学性能、结晶性能、流变性能及耐热性能的影响。结果表明,随着硬段含量的增加,PCU的拉伸强度、定伸应力及邵尔A硬度均增大,扯断伸长率减小,当硬段质量分数为40%时,PCU的拉伸强度高达28.82 MPa,300%定伸应力为21.46 MPa,扯断伸长率为382%,邵尔A硬度为85。随着硬段含量的增加,PCU的结晶能力增强,耐热性能提高。PCU具有典型的假塑性流体特征。

混合聚醚配比对聚氨酯脲结构和性能的影响研究

以PPG600和PPG2000混合聚醚、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和异佛尔酮二胺(IPDA)为原料合成溶剂型聚氨酯脲(PUU)树脂,通过改变PPG600和PPG2000配比调节树脂硬段含量。利用FTIR,DSC,TG等研究PPG600和PPG2000配比对聚氨酯脲微观结构、耐热性及力学性能的影响。结果表明,随着混合聚醚中PPG600含量增加,聚氨酯脲软段的玻璃化转变温度(Tg)升高,软硬段的相容性增强,脲羰基氢键化程度降低,树脂的定伸强度增大。

聚碳酸酯型形状记忆聚氨酯的合成与表征

以碳化二亚胺改性MDI(MM103)、1,4-丁二醇(BDO)和聚碳酸1,6-己二醇酯二醇(PCDL)为原料,采用一步熔融法合成了系列聚碳酸酯型形状记忆聚氨酯弹性体(PCPU)。通过红外测试、差示扫描量热测试、硬度测试、拉伸强度测试、吸水率测试和形状记忆性能测试研究了硬段含量对材料性能的影响。结果表明,随着硬段含量的增加,PCPU的硬度逐渐增大,吸水率、拉伸强度和断裂伸长率均是先增加后减小;硬段含量为15%～20%时,PCPU的形状固定率和形状恢复率最高。