异氰酸指数对聚氨酯酰亚胺泡沫结构与性能的影响

采用一步法制备了结合聚氨酯泡沫和聚酰亚胺泡沫优点于一体的聚氨酯酰亚胺(PUI)泡沫,研究了异氰酸指数对聚氨酯酰亚胺泡沫微观形貌、力学性能、热稳定性及阻燃性能的影响。结果表明,当异氰酸指数为1. 25时,聚氨酯酰亚胺泡沫的泡孔形态更为规整均匀,并且压缩强度、热稳定性以及阻燃性能均达到最佳。通过调节异氰酸指数得到的性能优异的PUI泡沫将在建筑保温领域有着良好的应用前景。

异氰酸酯指数对蓖麻油基聚氨酯弹性体性能的影响

以蓖麻油和其衍生物多元醇、液化MDI与2-乙基-1,3-己二醇为原料,通过一步法制备了异氰酸酯指数(R值)≥1.0的聚氨酯弹性体(PUE)。通过溶胀度、力学性能、差示扫描量热、热失重、吸水率和水解性能测试,研究了R值对PUE性能的影响。结果表明:增大R值可以提高PUE交联密度,从而使得其拉伸强度和软段玻璃化转变温度提高,断裂伸长率和吸水率减小;在70℃不同水介质中水解30 d后,PUE在碱液中水解最为严重,R值≥1.2时,PUE质量损失率<0.5%,拉伸强度保持率≥92%。

不同异氰酸酯指数聚氨酯泡沫在空气氛围下的热解及着火特性研究

为研究异氰酸酯指数对聚氨酯硬泡热稳定性及火灾危险性的影响,选取异氰酸酯指数分别为1.05、1.10和2.00的3种聚氨酯硬泡,利用SDT(simultaneous dsc-tga)和锥形量热仪对3种材料的热稳定性进行测试。实验结果表明:异氰酸酯指数越大的聚氨酯泡沫,热失重第1阶段失重越小,第2阶段热失重越大,同时其热解反应的活化能也越小。不同异氰酸酯指数的聚氨酯在外加辐射热流为35kW/m2下的点燃和释热特性实验结果表明,3种聚氨酯保温材料的点燃时间都非常短,随异氰酸酯指数增大,单位面积保温材料的总释热明显降低。3种聚氨酯硬泡锥量放热与DSC(differential scanning calorimetry)放热的变化规律是相反的,这是由2种测试中材料的不同形态所导致的,锥量测试样品为块状聚氨酯,而DSC测试采用的是粉末状样品。

异氰酸酯指数对聚氨酯包覆层性能的影响

采用端异氰酸酯预聚体和端羟基聚醚预聚体制备了聚氨酯包覆层,探讨了异氰酸酯指数(R值)对聚氨酯包覆层力学性能、粘接性能及其与双基推进剂的相容性的影响。研究表明:R值对聚氨酯包覆层的性能有较大影响。其中,拉伸强度和粘接强度随R值的增大而逐渐增大,相容性随R值的增大逐渐变差。R值为1.0时,包覆层/推进剂相容性级别为一级;而R值为1.4时,相容性则降为三级,相容性较差。

PAPI官能度和异氰酸酯指数对HFC-365mfc/H_2O混合发泡体系RPUF性能的影响

采用HFC-365mfc和H2O作为混合发泡剂制备了聚氨酯硬质泡沫材料,探讨了多亚甲基多苯基多异氰酸酯(PAPI)的官能度和异氰酸酯指数(R)对泡沫材料的玻璃化转变温度(Tg)、力学性能和泡孔结构的影响。结果表明,使用相同份数的发泡剂,在PAPI的官能度介于2.6～3.1范围内,官能度越高,所得泡沫密度越大、Tg越高,力学性能越好;当R介于1.05～1.50时,随R的增大,所得泡沫密度增加,Tg和力学性能均有提高,但当R过大时,泡孔的尺寸分布变宽,均一性变差。研究还发现,所得泡沫Tg和力学性能随熟化时间延长亦有所提高。

异氰酸酯指数对蓖麻油聚氨酯胶粘剂性能的影响

以甲苯-2,4-二异氰酸酯(TDI)及蓖麻油为原料制备了一种无溶剂蓖麻油聚氨酯胶粘剂,用FT-IR、DMA及SEM分析了胶粘剂结构、阻尼性能及断口形貌,考察了异氰酸酯指数(nNCO/nOH)对胶粘剂阻尼、粘接的力学性能及断面形貌的影响。结果表明,当预聚体中nNCO/nOH为1.4时,该胶粘剂阻尼性能优异,玻璃化转变温度Tg为-18.4℃,阻尼温域为48.3℃,(tanδ)max为1.262;胶粘剂的力学性能在nNCO/nOH为1.6时达到最佳。

异氰酸酯指数对阴离子型水性聚氨酯性能的影响

以二羟甲基丁酸(DMBA)和聚乙二醇(PEG)为亲水扩链剂,甲苯二异氰酸酯(TDI)为异氰酸酯组分,聚氧化丙烯二醇(PPG)为低聚物多元醇组分,采用预聚体法合成了一系列阴/非离子型水性聚氨酯(WPU)。通过万能材料试验机、粒径测试、接触角测定等表征手段研究了异氰酸酯指数(R值)对水性聚氨酯乳液及胶膜性能的影响。结果表明,随着异氰酸酯指数的增加,乳液粒径逐渐增加,Zeta电位绝对值逐渐减小;胶膜的拉伸强度逐渐增加,断裂伸长率逐渐减小,表面接触角逐渐增大。

异氰酸酯指数及固化温度对聚酰亚胺泡沫结构与性能的影响

以均苯四甲酸二酐、3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐和多异氰酸酯为主要原料,采用一步法自由发泡方式成功制备出性能优异的轻质异氰酸酯基聚酰亚胺泡沫(IBPIF),并研究了异氰酸酯指数(R)及固化温度对IBPIF性能的影响。轻质IBPIF的密度在10~25 kg/m3之间,泡沫密度随着R和固化温度的升高而降低。扫描电镜结果表明,随着R值的提高,IBPIF的泡孔形貌变得更加规整,其平均孔径在0.30~0.55 mm之间,且随着R和固化温度的提高,其平均孔径均呈上升趋势。采用热重分析和极限氧指数评价泡沫的热稳定性和阻燃性能,泡沫初始热分解温度为234~272℃,800℃热残重为45%~51%,具有良好的热稳定性,提高固化温度有助于酰亚胺化过程的进行,从而提升材料的耐热性能。泡沫的热稳定性和阻燃性能随着R值的增加(0.9~1.2)呈先上升后降低的趋势。当固化温度为250℃,IBPIF的极限氧指数最高可达47.5%,表现出优异的阻燃性能。R值为1.0,固化温度为250℃时,IBPIF的综合性能最佳。该方法制备的聚酰亚胺泡沫有望在航空航天领域获得重要应用。

异氰酸酯指数对水性聚氨酯弹性膜性能的影响

以二环己基甲烷-4,4’-二异氰酸酯(HMDI)为硬段、聚四氢呋喃醚二醇(PTMEG3000)为软段、2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水扩链剂,采用预聚体法合成了水性聚氨酯(WPU)。通过FT-IR分析、拉伸试验和吸水率测定等研究了异氰酸酯指数(R值)对WPU弹性膜氢键化程度、力学性能和耐水性能的影响。结果表明,随着R值增加,WPU弹性膜的力学性能和耐水性能提高,当R值为1.15时,WPU弹性膜具有低模量、较高的力学性能和耐水性能。

异氰酸酯指数对聚异氰脲酸酯泡沫性能的影响

制备了不同异氰酸酯指数的HCFC-141b发泡体系的聚异氰脲酸酯(PIR)泡沫,研究了异氰酸酯指数对PIR泡沫的阻燃性能、燃烧性能及保温性能的影响。结果表明:随着异氰酸酯指数的提高,泡沫的极限氧指数不断增大;PIR泡沫的热释放速率峰值(PHRR)、总释放热(THR)、生烟总量(TSP)及质量损失比(MLR)不断降低;PIR泡沫的导热系数随着异氰酸酯指数的增大呈现先降低后升高的趋势;PIR泡沫在异氰酸酯指数3.5左右时综合性能最好。

异氰酸酯指数对聚氨酯海绵热力学性能和疲劳性能的影响

研究了异氰酸酯指数(NCO/OH)对聚氨酯海绵热力学性能及疲劳性能的影响。在温度为100°C时这二项性能与NCO/OH的关系有相似的极值特性。用力学模量ET/E0作为一项指标来预测聚氨酯海绵的使用寿命。不同种类的异氰酸酯对聚氨酯海绵的ET/E0也有不同的影响。

异氰酸酯指数对潜固化型单组分聚脲性能的影响

以聚四氢呋喃二醇、甲苯二异氰酸酯和 唑烷潜固化剂为原料制备单组分聚脲。并通过FT-IR、热失重、吸水率、力学性能、硬度、表干时间和实干时间等表征手段研究了异氰酸酯指数(R值)对单组分聚脲结构与性能的影响。结果表明,随着R值的增加,单组分聚脲的耐热性能、表干时间、实干时间和硬度逐渐增加,吸水率先降低后增加,力学性能先增加后降低。当R值为0.95时,单组分聚脲的综合性能达到最优。

用锥形量热仪评价异氰酸酯指数对硬质聚氨酯泡沫塑料阻燃性能的影响

利用锥形量热仪研究了异氰酸酯指数对硬质聚氨酯泡沫塑料燃烧性能的影响,结果表明:随着硬质聚氨酯泡沫塑料异氰酸酯指数的提高,材料的热释放、烟释放及有毒气体CO的释放都明显降低。

异氰酸酯指数对聚氨酯硬泡阻燃、热稳定性及燃烧性能的影响

制备了异氰酸酯(NCO)指数分别为1.5和3的纯样聚氨酯硬泡(RPUF)、聚磷酸铵阻燃聚氨酯硬泡(RPUF/APP)以及可膨胀石墨阻燃聚氨酯硬泡(RPUF/EG),研究了不同NCO指数对有/无添加常用阻燃剂的聚氨酯硬泡在阻燃、热稳定性以及燃烧性能方面的影响。极限氧指数(LOI)结果表明,各阻燃体系的LOI值均表现出随NCO指数的增大而增大的趋势,其中RPUF/EG的LOI值的增幅最大,从29.5%升至33.5%。热重分析(TG)结果显示,提高NCO指数可以有效提高各样品的初始分解温度以及残炭量。锥形量热仪(Cone)数据显示,NCO指数的增大能有效降低RPUF和RPUF/EG的热释放速率。各样品质量损失速率逐渐放缓,残炭率随着NCO指数的增大而增大。这些结果证明了NCO指数对聚氨酯硬泡的阻燃性、热稳定性及燃烧性能具有显著的影响,在研究阻燃聚氨酯硬泡时应该引起重视。

异氰酸酯指数对水性聚氨酯性能的影响

以聚氧化丙烯二醇2000、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二羟甲基丙酸、1,4-丁二醇和三羟甲基丙烷为原料,釆用预聚体分散法制备了水性聚氨酯(WPU)。固定其他原料用量,仅调节IPDI的用量来改变异氰酸酯指数(R),研究了乳化前原料的R对WPU性能的影响,并探索了其在织物疏水改性方面的应用。结果表明:当R值增加时,WPU乳液的粒径变大,黏度减小,胶膜耐水性提高,拉伸强度增大,断裂拉伸应变降低,热稳定性先提高后降低,提高了棉织物的疏水性能;当R值为1.25时,WPU综合性能优异,乳液呈现半透明且稳定,平均粒径93 nm,黏度49.0m Pa·s,胶膜拉伸强度18.42 MPa,热稳定性最好,对应的棉织物接触角为114.08°。

不同异氰酸酯指数和异氰酸酯复配对聚酯型聚氨酯泡沫的影响

以异氰酸酯(TDI)为原料,利用全水发泡制备了聚酯型聚氨酯泡沫,探究了异氰酸酯指数以及TDI分别与MDI和PAPI复配使用对聚氨酯泡沫的影响。结果表明:随着异氰酸酯指数的增大,拉伸强度增大,泡沫回弹性呈现先增加后减小的趋势,当异氰酸酯指数在1.05~1.08之间时,泡沫整体性能达到均衡;MDI和PAPI分别与TDI的复配加入,均使得泡沫的机械性能增加,泡沫回弹性会降低,前者与TDI的最佳配合比例在20%~30%之间,后者的加入将导致泡沫回弹性变差。

异氰酸酯指数对聚乙二醇基聚氨酯泡沫性能的影响

以聚乙二醇(PEG)和改性二苯基甲烷二异氰酸酯为主要原料,利用化学发泡法制备了不同异氰酸酯指数(R值)的PEG基聚氨酯泡沫(P-PUF)。通过红外光谱、光学显微镜、热失重、吸水率和力学性能测试研究了R值对P-PUF结构与性能的影响。结果表明,随着R值的增加,P-PUF的热稳定性、吸水率和拉伸强度均先增加后减小,泡孔直径整体呈增大趋势;R=0.8时,P-PUF的吸水率为1666%,干燥状态拉伸强度为607kPa,起始分解温度为382.34℃,综合性能最佳。

异氰酸根指数对聚氨酯粉末胶粘剂性能的影响

以聚己二酸一缩二乙二醇酯二醇、异佛尔酮二异氰酸酯、1,4-丁二醇和二羟甲基丙酸为主要原料,先用丙酮法合成聚氨酯预聚体,再通过溶液聚合法进行分散造粒,制备单组分聚氨酯粉末胶粘剂.用Fourier变换红外光谱(FTIR)、凝胶渗透色谱(GPC)、差示扫描量热法(DSC)及热重分析(TG)等方法考察异氰酸根指数(R值)对聚氨酯粉末胶粘剂性能的影响.结果表明:随着预聚体R总值的增加,分散液的扩链和封端作用使粉末胶的分子量增大,结晶性增强,T型剥离强度升高,耐热性增强;制备的聚氨酯粉末胶粘剂符合工业低温施胶要求.

不同异氰酸根指数对水性聚氨酯结构和性能的影响

以聚碳酸酯二醇(PCDL)为软段,异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为硬段,4,4′-二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水扩链剂,三乙胺(TEA)为中和剂,水合肼(HZ)为扩链封端剂,采用预聚体缩聚法制备出含不同异氰酸根指数(R值)的水性聚氨酯。通过X射线衍射仪(XRD)、差示扫描量热仪(DSC)、热失重分析仪(TG)、接触角、力学性能等来研究不同R值对水性聚氨酯结构和性能的影响。结果表明,在氮气保护下,不同R值的水性聚氨酯薄膜在5%、20%时的热失重率变化不大,水性聚氨酯薄膜的分解主要为硬段和软段两部分的分解,且软段的玻璃化转变温度(T g)随着R值的增加而降低,有利于水性聚氨酯微相结构的分离。当R值为1.5时,水性聚氨酯薄膜的拉伸强度为45 MPa,断裂伸长率为423%,具有优异的力学性能。

聚氨酯改性聚异氰脲酸酯泡沫耐热性能的研究

通过一步法制备了聚氨酯改性聚异氰脲酸酯(PU-PIR)泡沫,采用材料试验机和热老化实验箱,动态热机械分析仪(DMA),热失重分析(TGA)等考察了PU-PIR的耐热性能。结果表明,PU-PIR的压缩强度随着异氰酸酯指数提高而上升,在80℃测试条件下压缩强度下降幅度随着异氰酸酯指数升高而降低。PU-PIR在受热状态下的尺寸稳定性优于常规聚氨酯。PU-PIR的玻璃化温度较常规聚氨酯高,并且玻璃化温度随着异氰酸酯指数的增加而升高,当异氰酸酯指数为4时,其玻璃化温度达到210℃。PU-PIR在高温区(350～550℃)的热失重率低于常规聚氨酯,而且在此温区内较常规聚氨酯呈现出更明显的热失重速率峰,说明PU-PIR具有比常规聚氨酯更高的热分解温度。