聚氨酯热熔胶用预聚体的合成

以二异氰酸酯和聚醚多元醇为原料,通过定时测定—NCO的含量,确定了合适的预聚反应时间和温度,制备了聚氨酯热熔胶用预聚体。对影响预聚体合成的因素:异氰酸酯的种类、—NCO的含量、水分的含量以及预聚体的贮存稳定性等进行了探讨。结果表明,最佳预聚反应条件为80℃、2 h,—NCO含量控制在9%~10%,物料中水分质量分数低于0.05%,制备的产物性能稳定。

聚氨酯预聚体中异氰酸酯基含量不确定度评价

聚氨酯被广泛应用,预聚体法是聚氨酯重要的制备方法,而异氰酸酯含量是预聚体的重要指标,尚未见到关于异氰酸酯含量不确定度评价的论文。本文根据HG/T 2409-1992测定聚氨酯预聚体中异氰酸酯基含量,按照JJF1059.1-2012对各影响因素进行分析,得到异氰酸酯基含量为(5.93%±0.12%)(k=2,置信水平95%)。通过对不确定度的评定,综合各因素对不确定度的影响,发现测量重复性引入的不确定是异氰酸酯含量测定不确定度的主要来源。

预聚体对无溶剂聚氨酯胶黏剂耐蒸煮性能的影响

本文合成了系列聚氨酯预聚体,将其用于制备双组分无溶剂聚氨酯胶黏剂,并利用红外光谱和核磁共振波谱证明预聚体和胶黏剂的结构。通过控制变量法研究了聚氨酯预聚体的异氰酸酯基质量分数(ω_(NCO))、多元醇分子量、R值(胶黏剂中-OH和-NCO基团的摩尔比)对胶黏剂黏度和耐蒸煮性能的影响。结果表明,在ω_(NCO)为17%时,预聚体黏度较低,聚氨酯胶黏剂经水煮后的剥离力较高。当ω_(NCO)一定时,随着多元醇分子量减小,预聚体黏度增大,聚氨酯胶黏剂水煮前后的剥离力增加。在多元醇分子量为1 609 g/mol,ω_(NCO)为17%,R值为2.5时,水煮前后耐蒸煮聚丙烯流延膜层剥离力最高分别达到6.30 N和4.37 N。将该预聚体与多种B组分混合获得一系列聚氨酯胶黏剂,均满足国家标准GB/T 41168-2021对铝塑复合膜耐蒸煮性能的需求。

聚乳酸聚氨酯嵌段预聚体增韧PLA/TPU共混物

合成聚乳酸聚氨酯嵌段共聚物预聚体(PLA-b-PUP),以其作为聚乳酸(PLA)和热塑性聚氨酯(TPU)的活性相容剂,通过原位反应增容制备PLA/TPU/PLA-b-PUP超韧共混物.通过拉伸试验、冲击试验、SEM、FTIR、DSC和TGA研究共混物的力学性能、热性能和增韧机理.结果表明,PLA-b-PUP中的异氰酸酯基团与PLA和TPU上的活性基团发生反应,显著改善了PLA/TPU共混物两相界面的相容性.随着PLA-b-PUP的加入量增加,共混物中PLA的玻璃化转变温度和相对结晶度逐渐降低,当PLA-b-PUP的质量分数为PLA/TPU共混物的4%时,共混材料的断裂伸长率和缺口冲击强度分别达到无相容剂时的8.12和2.73倍,表现出良好的增容增韧效果.添加PLA-b-PUP后,共混物的初始分解温度有所降低,但最快分解温度有所提高.

─NCO/─OH物质的量比对无外加溶剂聚氨酯预聚体的MMA溶液流变行为影响

无外加溶剂、自乳化丙烯酸酯改性水性聚氨酯复合乳液的绿色合成是聚氨酯(PU)工业的重要研究目标。以甲基丙烯酸甲酯(MMA)代替丙酮,会影响该预聚体溶液的流变行为,而调控其流变行为的主要方法是调控异氰酸酯基与羟基的物质的量比n。为了探究n值对其流变行为的影响,制备了不同n值PU预聚体的MMA溶液,采用旋转黏度计和流变仪进行测试。结果表明,不同n值PU预聚体的MMA溶液黏性占主导;随n值增大,PU预聚体的MMA溶液黏度下降、黏流活化能增加,剪切变稀的临界剪切速率增大,损耗模量与储能模量降低,Lissajous曲线偏离椭圆形的线性响应程度更严重。

聚氨酯预聚体中NCO含量测定方法的优化研究

为了快速准确地测定聚氨酯预聚体中异氰酸酯基的含量,对HG/T 2409—1992《聚氨酯预聚体中异氰酸酯基含量的测定》中的测定方法进行了深入研究,改变实验过程中的溶剂用量、反应时间和指示剂,从而选出最优测试条件。结果表明,取样量根据NCO含量参考HG/T 2409而变化,异丙醇用量50 mL、甲苯和0.2 mol/L二正丁胺-甲苯溶液的用量均为10 mL、反应时间10 min、指示剂选用溴甲酚绿为最优测试条件,该方法减少了实验带来的环境污染及测试成本,提高了测试效率,且精密度较高。

利用ATR-FTIR定量测定聚氨酯预聚体的异氰酸酯基含量

对于多苯基多亚甲基多异氰酸酯与聚醚多元醇制备的聚氨酯预聚体系列样品进行衰减全反射傅里叶变换红外(ATR-FTIR)测试,分别用异氰酸酯基团(-NCO)的红外特征峰(~2245 cm^(-1))的吸光度A和校正峰面积S与电位滴定法得到的-NCO含量进行线性拟合。结果表明,后者的线性关系优于前者,相关系数R 2分别为0.9967和0.9856。依据校正峰面积S对-NCO含量之间的工作曲线,测定了新制备预聚体的-NCO含量,与电位滴定法相比,相对误差均<0.2%,相对标准偏差均<0.5%,表明测试准确度良好,方法可靠。利用ATR-FTIR测定聚氨酯预聚体的-NCO含量,样品无需任何前处理且用量少,不产生废液、环境友好,测试结果可靠;便于在工业生产现场进行操作和应用。

水性光固化聚氨酯丙烯酸酯预聚体的合成及乳液的制备研究

利用TDI、PEG、DMPA和HPA合成水性光固化PUA预聚体,制备了具有自乳化性的水性光固化PUA乳液。考察了固含量、羧基含量以及中和度对PUA乳液及涂膜性能的影响,考察了原料配比和中和剂种类对光固化速度的影响。结果显示,中和度在80%～100%时乳液及涂膜性能较佳;原料的最佳配比为:n(TDI)∶n(PEG)∶n(HPA)∶n(DMPA)=6∶2∶4∶3;以NaOH为中和剂,有利于体系光固化速度的提高。

微量水对聚氨酯预聚体结构与溶解性的影响研究

为了更充分地了解微量水对聚氨酯预聚反应及预聚体结构的影响,用一步法首先合成了聚氨酯初始预聚体,然后研究了微量水及扩链温度等对聚氨酯预聚体的特性粘数、在THF中的溶解性和分子量分布等的影响,采用FT-IR对水扩链预聚体的聚集态结构进行了初步的研究。研究结果表明,水和—NCO基团反应生成聚脲结构,表现在聚氨酯硬段间的氢键作用增强,而硬段与软段间的氢键作用力减弱。微量水的存在可以对聚氨酯预聚体起到扩链作用,但随水量的增加预聚体会生成交联结构,产生不溶性凝胶。聚合温度的提高会加速聚脲结构的形成。

噁唑烷潜固化剂改性聚氨酯预聚体性能研究

以改性二苯基甲烷二异氰酸脂和聚醚多元醇等为原料,合成了噁唑烷潜固化剂改性聚氨酯预聚体,讨论了预聚体的异氰酸酯基含量及噁唑烷潜固化剂用量对固化性能的影响。结果表明,通过傅立叶变换红外光谱(FT-IR)对预聚体成膜的固化动态进行了分析表征,当NCO基质量分数为2.3%、噁唑烷潜固化剂质量分数为2.5%～3.5%时,预聚体固化时不产生发泡膨胀;固化20h后反应完全。

硅烷化聚氨酯预聚体的合成及其固化物的性能

在无溶剂条件下采用聚氨酯(PU)预聚体法合成端—NCO基PU,再与活性硅烷进行封端反应,制备了硅烷化聚氨酯(SPU)预聚体。考察了聚醚二元醇(PPG)的数均相对分子质量(Mn)、异氰酸酯种类、n(NCO)∶n(OH)和硅烷封端剂种类对SPU预聚体固化物(简称固化物)性能的影响。实验结果表明,通过改变PPG的Mn、异氰酸酯种类、n(NCO)∶n(OH)和硅烷封端剂种类可制备符合设计性能要求的SPU预聚体。室温下SPU预聚体固化得到无气泡、无针孔的均质胶膜,且其指干时间比PU短,固化物疏水性能提高;红外光谱表征结果表明,采用仲氨基硅烷(S IL-3)封端后,产物的—NCO基吸收峰消失。当采用Mn为4000的PPG与1,6-六亚甲基二异氰酸酯在n(NCO)∶n(OH)=1.80的条件下反应,再经SIL-3封端后得到的固化物拉伸强度为0.30M Pa,断裂伸长率为120%。

聚氨酯预聚体中微量水扩链对其乳液性能的影响

水性聚氨酯(WPU)合成过程中水对预聚体的相对分子质量及黏度等会产生很大影响,若控制不当,水与—NCO剧烈反应会导致预聚体凝胶。本文探讨了用微量水扩链聚氨酯预聚体时水量及三乙胺(TEA)用量对WPU乳液性能的影响。结果表明,PU预聚体合成过程中增加微量水或TEA的用量,PU预聚体相对分子质量增加,乳化时链段内的氢键和静电斥力的协同作用导致WPU乳液的平均粒径减小,粒径分布变窄;当相对分子质量增大到一定程度后,链段间的氢键作用力及缠结作用增强,又促使乳液的平均粒径增大,粒径分布变宽。同时随着水量或TEA用量增加,胶膜吸水率下降,拉伸断裂强度提高。因此,微量水作为扩链剂应用,可得到性能更好的WPU乳液。

IPDI型水性聚氨酯预聚体水分散性及乳液成膜物力学性能的研究

以自制不同相对分子质量的聚己二酸-新戊二醇酯二醇(PNA型聚酯二醇)和异佛尔酮二异氰酸酯(IP-DI)为主要原料,二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水单体,水合肼为扩链剂,制备了IPDI型的水性聚氨酯乳液。研究了PNA聚酯二醇相对分子质量对IPDI型预聚体黏度和水分散性的影响。实验结果表明,将PNA聚酯二醇的相对分子质量控制在1 400以下时,用低相对分子质量的PNA与IPDI的预聚体具有黏度低、易于水分散的特点,可以实现水分散时不加或少加有机溶剂降黏的目的;利用万能材料试验机、XRD、FT-IR和差示扫描量热仪等仪器对所得乳液成膜物的力学性能进行了测试,结果表明:用低相对分子质量的(<1 400)PNA合成的IPDI型乳液的成膜物力学性能可以满足应用的要求。

聚氨酯预聚体/PAM/NBR复合吸水膨胀橡胶的研究

通过共混NBR,聚醚型聚氨酯预聚体和聚丙烯酰胺(PAM)树脂制备了吸水膨胀橡胶材料(WSR),研究了聚氨酯预聚体/PAM配比对吸水膨胀橡胶物理机械性能和吸水性能的影响。结果表明,当聚氨酯预聚体/PAM配比为15/45时,吸水膨胀橡胶的吸水膨胀率较大,质量损失较小,反复吸水性能优异,吸水速率远远大于单用PAM时的吸水速率,综合物理机械性能较好。SEM分析表明,加入聚氨酯预聚体后PAM树脂颗粒与NBR界面间的结合状况有所改善。

聚氨酯预聚体对涤纶的亲水整理及其效果评定

聚氨酯预聚体属于反应性的新型整理剂,适用于涤纶等疏水性纤维的亲水整理。本文较具体地介绍了该整理剂的合成、应用工艺及亲水整理效果的评定。

聚氨酯预聚体原位复合水泥材料基础研究

通过对两种不同性质的聚氨酯(水性聚氨酯预聚体和油性聚氨酯预聚体)与水泥复合材料的对比研究,发现3种复合材料中在水灰比相同的条件下,水性聚氨酯预聚体与水泥复合材料强度最高。在材料的微观形态上,通过扫描电镜试验、X射线衍射试验、压汞法等测试方法,从复合材料的微观方面进行研究,并在微观观测过程中发现聚氨酯预聚体对水泥水化有促进作用,水性聚氨酯预聚体与水泥复合材料强度高的原因是水性材料能粘结和阻塞水泥基体中孔隙和裂缝等缺陷,吸收水泥水化产生的应力,促进水泥的深度水化。

预聚体及活性稀释剂对UV固化聚氨酯基导电银浆性能的影响

通过异氟尔酮二异氰酸酯(IPDI)与聚乙二醇(PEG)反应得到含有异氰酸根(NCO)的加成物(PEG-IPDI),PEG-IPDI再与甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)发生反应得到端乙烯基聚氨酯丙烯酸酯预聚体(PEG-IPDI-HEMA)。将PEG-IPDI-HEMA与活性稀释剂组成有机粘结相,片状银粉为导电相,制备了紫外光(UV)固化聚氨酯基导电银浆。采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)对预聚体PEG-IPDI-HEMA进行了表征,研究了PEG分子量、活性稀释剂种类及其用量对银浆的电导率、附着力和耐弯折性能的影响。结果表明:当PEG分子量为400 g/mol,采用质量分数17.0%的1,6-己二醇二丙烯酸酯(HDDA)作为活性稀释剂,可制备综合性能优良的导电银浆。银浆电导率达到1.88×105S/m;银浆与聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)基材具有良好的附着力,百格测试级别达到5B;耐弯折性能优异,在10次弯折测试后,电导率仍能达到7.41×104S/m。

聚氨酯防水涂料预聚体的快速合成

描述了聚氨酯防水涂料预聚体的快速合成生产工艺 ,讨论了复合催化剂、pH值、溶剂对预聚体质量的影响。该工艺具有生产反应时间短、工艺简单、操作方便、成本低和游离—NCO含量低等优点。

水性聚氨酯端基的测定与预聚体分散扩链反应研究

采用预聚体分散工艺,以不同工艺条件合成了一系列水性聚氨酯样品。用茚三酮作为显色剂使水性聚氨酯样品中的伯胺显色,采用可见光谱测定显色样品在560 nm处的特征吸收,定量分析水性聚氨酯样品的伯胺含量,从而研究不同工艺条件下的二胺扩链效率。

聚氨酯丙烯酸酯预聚体的合成及其光固化压敏胶的结构和性能

以不同摩尔质量的聚醚二元醇(PPG)及其混合物、甲苯-2,4-二异氰酸酯(TDI)和β-丙烯酸羟乙酯 (HEA)为原料,合成了聚氨酯丙烯酸酯(PUA)预聚体,研究了所合成预聚体及其光固化压敏胶的结构和性能。结果表明:预聚体是多种不同摩尔质量的聚合体的混合物;预聚体中的NH基团形成氢键。单一PPG制得的预聚体中,目标产物(三聚体)含量较高;两种PPG混合物制得的预聚体目标产物较少。由合成PUA制得的光固化压敏胶,固化和粘接性能优良;混合聚醚合成PUA所制得的光固化压敏胶粘接剥离强度比两种单一聚醚所制得的压敏胶均低。