磺酸型聚氨酯分散体及聚氨酯/丙烯酸酯核壳乳液的合成

以自制的磺酸型聚酯二元醇、异佛尔酮二异氰酸酯为主要原料,经丙酮法制得了稳定的磺酸型聚氨酯分散体。用红外光谱、凝胶渗透色谱、差示扫描量热仪、透射电镜及粒径分析仪等研究了磺酸型聚酯二元醇相对分子质量对水性聚氨酯分散体粒径及性能的影响。结果表明,随磺酸型聚酯二元醇相对分子质量的增加,所得聚氨酯分散体的粒径和相对分子质量逐渐减小,分子链的结晶性能增加,但成膜性降低。对亲水性较强的丙烯酸酯单体,粒径较大的磺酸型聚氨酯分散体增容丙烯酸酯的能力越强,越容易生成以聚氨酯为壳、聚丙烯酸酯为核的聚氨酯/丙烯酸酯核壳乳液。

新型磺酸型水性聚氨酯的合成与研究

合成了一种新型磺酸型水性聚氨酯扩链剂,通过红外光谱、核磁共振等方法证明了其化学结构,并与异佛尔酮二异氰酸酯、聚酯多元醇反应,制备出了高固含量、高性能的磺酸型水性聚氨酯(WPUS)。与合成的羧酸型水性聚氨酯(WPUC)对比发现:(1)WPUS的固含量可达50%以上,而WPUC最高仅有38%;(2)WPUS的粒径比WPUC更小;(3)WPUS具有更好的热稳定性;(4)WPUS的弹性模量远远高于WPUC,且断裂伸长率仍保持较高水平;(5)WPUS耐水性不如WPUC,但耐溶剂性比WPUC好。

磺酸型水性聚氨酯的合成及改性研究进展

介绍了磺酸型水性聚氨酯(SWPU)的合成方法及其最新的研究进展,重点从磺酸基团的引入方式上进行了分类介绍。同时简单介绍了对有机硅、有机氟、环氧树脂改性SWPU的研究进展情况,并对SWPU的发展方向做了展望。

高硬度磺酸型水性聚氨酯涂料的合成及性能研究

采用γ-氨丙基三乙氧基硅烷（KH-550）和环氧树脂（E-44）复合改性磺酸型水性聚氨酯,制得硬度高、耐热性和耐化学品性能优异的水性聚氨酯涂料.通过衰减全反射红外分析了聚氨酯的结构,用DSC、TG等对涂膜进行了表征.考察了KH-550及E-44含量对涂膜硬度、耐化学品性及耐热性的影响,结果表明：KH-550和E-44的加入均明显改善了涂膜的硬度和耐化学品性,当KH-550含量为6％ ～ 8％,E-44含量8％～10％时,涂膜的综合性能最优.

磺酸盐型水性聚氨酯/聚吡咯导电材料的原位制备与电阻性能

以聚乙二醇(PEG1000)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)以及2,4-二氨基苯磺酸钠(DASS)为原料,通过预聚体法合成了磺酸盐型水性聚氨酯分散液(SWPU)。再以FeCl3为氧化剂,采用原位化学氧化聚合法使吡咯(Py)在SWPU中聚合,制备了磺酸盐型水性聚氨酯/聚吡咯(SWPU/PPy)导电复合材料。研究了制备条件(如投料比和投料顺序)、反应条件等对磺酸盐型水性聚氨酯/聚吡咯(SWPU/PPy)导电复合材料电阻性能的影响。红外光谱图表明PPy与SW-PU分子间存在氢键缔合。实验结果亦表明,最佳制备条件为:Py浓度为30%,n(FeCl3)/n(Py)=2.2,投料顺序为SWPU→Py→FeCl3,反应温度0℃(冰浴),反应时间为3h,SWPU/PPy电阻率可达到1Ω·cm。

磺酸型水性聚氨酯乳液制备工艺的研究

以聚氧化丙烯二醇(N210)和2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI)为原料,以自制的磺酸型亲水单体1,2-二羟基-3-丙磺酸钠(DHPA)作为扩链剂,制备了磺酸型水性聚氨酯乳液;通过性能测试,研究了R[n(—NCO)∶n(—OH)]值、DHPA含量对乳液及胶膜力学性能的影响,并通过红外光谱对产物的结构进行了表征。结果表明,随着R值的增大,乳液的黏度下降,胶膜的拉伸强度增大,断裂伸长率下降;当R=2时,随着DHPA含量的增加,乳液的平均粒径变小,乳液的稳定性逐渐增强,胶膜的拉伸强度逐渐增大,断裂伸长率则先增大后减小;当DHPA含量为5%时,胶膜的力学性能最佳;性能测定表明:采用分散和中和同时进行的方式,制备的水性聚氨酯乳液综合性能较好。

水性聚氨酯用磺酸型扩链剂的制备与性能研究

以乙二胺与2-氯乙基磺酸钠为原料,优化合成条件为氢氧化钠调节反应液pH为10,2-氯乙基磺酸钠采用滴加的方式,以无水乙醇判断反应终点,合成了水性聚氨酯用磺酸型扩链剂N-(2-氨基乙基)-2-氨基乙磺酸钠。采用红外光谱、核磁氢谱、核磁碳谱、X射线衍射、元素分析等手段对产物进行了表征和结构分析,结果表明:以本文所述方法制得的产物提纯后纯度可达98.2%,作为亲水扩链剂可成功制备出高固含量低黏度的磺酸型水性聚氨酯分散液。

磺酸型水性聚氨酯/改性SiO_2复合材料的制备与性能研究

用硅烷偶联剂3-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)对纳米二氧化硅(SiO2)进行改性,采用原位聚合将改性后的SiO2引入到磺酸型水性聚氨酯(WPU)中。结果表明,硅烷偶联剂与SiO2表面羟基发生了化学反应;随着改性SiO2含量的增加,复合材料的粒径逐渐增大,且复合材料的耐水性则得到明显改善;拉伸强度则随改性SiO2含量的增加先增大后减小,断裂伸长率逐渐减小;当改性SiO2质量分数为2.0%时,复合材料的拉伸强度最大,其值为39.62 MPa,粒径为77.16 nm,吸水率为13.69%,复合材料的综合性能较好。

磺酸型亲水单体扩链制备水性聚氨酯的研究

以聚氧化丙烯二醇(N210)和2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI)为原料,以自制的磺酸型亲水单体1,2-二羟基-3-丙磺酸钠(DHPA)作为扩链剂,制备了磺酸型水性聚氨酯乳液;研究了R(NCO/OH)值、DHPA含量对乳液及胶膜力学性能的影响,通过红外光谱对产物的结构进行了表征。结果表明,随着R值的增大,乳液的黏度下降,胶膜的拉神强度增大,断裂伸长率下降;同时,当R为2时,随着DHPA的增加,乳液的平均粒径变小,乳液的稳定性逐渐增强,胶膜的拉伸强度逐渐增大,断裂伸长率则先增大后减小。当DHPA为5%时,胶膜的力学性能最佳。

磺酸型水性聚氨酯的合成与性能研究

以甲苯二异氰酸酯(TDI-80)和聚醚二元醇(N210)为主要原料,1,4-丁二醇(BDO)为小分子扩链剂,乙二胺基磺酸钠(A95)为亲水扩链剂,成功制备了磺酸型水性聚氨酯。研究了A95含量对水性聚氨酯乳液及胶膜性能的影响。通过红外(FT-IR)、透射电镜(TEM)、热重分析(TGA)、粒径和力学性能测试等分析手段研究了乳液及其涂膜的结构与性能。结果表明:所制备的水性聚氨酯乳液粒子规整性较好,分散均匀;随着A95含量增加,粒径逐渐减小;当A95含量为5%时,乳液具有良好的室温贮存稳定性,胶膜的综合性能优异。

原位还原制备磺酸型水性聚氨酯/纳米银复合材料及其表征

使用水溶性聚酯多元醇(BY3301)和磺酸盐扩链剂氨基磺酸钠(A95)与四甲基苯二甲基二异氰酸酯(TMXDI)合成了磺酸型水性聚氨酯(SWPU)。在SWPU中原位还原纳米银(AgNPs)制备了磺酸型水性聚氨酯/纳米银(SWPU/AgNPs)复合乳液。涂膜之后测试了复合材料的力学性能、热性能和粘接性能的变化。同时使用动态光散射(DLS)和透射电镜(TEM)测试了乳液的粒径分布以及AgNPs的尺寸。结果表明,原位还原引入的AgNPs可以提高复合材料的力学性能和热性能,对于SWPU的粘接性能影响不大。SWPU在复合材料中还起到了稳定剂的作用,有效避免了AgNPs的团聚。TEM的研究显示复合材料中的AgNPs的形状为球形,粒径范围在5~40 nm。

蓖麻油改性磺酸型水性聚氨酯性能研究

采用蓖麻油、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚己内酯二元醇(PCL)和1,4-丁二醇(BDO)为主要原料,以乙二胺基乙磺酸钠(AAS)为亲水基,合成了一系列由蓖麻油改性的磺酸型水性聚氨酯乳液,并固化成膜。通过FT-IR、粒径测试、吸水率与接触角测定、力学性能测定、TG等手段研究了蓖麻油含量对水性聚氨酯乳液与胶膜的影响。结果表明:蓖麻油成功接入聚氨酯分子主链中;随着蓖麻油含量的增加,乳液粒径逐渐增大;胶膜的吸水率先减小后增大,接触角先增大后减小,拉伸强度先增大后减小,断裂伸长率逐渐减小。当蓖麻油与PCL质量比为0.5时,胶膜吸水率最小,接触角最大,为95.18°,拉伸强度最大,为15.15 MPa,综合性能最好。通过TGA表明,蓖麻油的引入,胶膜的耐热性也有所提高。

石墨烯/磺酸盐型水性聚氨酯多孔复合材料的制备及其性能

水性聚氨酯作为柔性基材在智能可穿戴电子器件中具有广泛的应用前景.本文首先以异佛尔酮二异氰酸酯、聚己二酸乙二醇酯二元醇和乙二胺乙磺酸钠为原料制备了磺酸盐型水性聚氨酯,并将其作为柔性基材和辅助分散剂;然后利用电化学剥离法制备了高质量石墨烯纳米填料,通过溶液共混的方式制备出石墨烯/磺酸盐型水性聚氨酯多孔复合材料(Gr/SWPU),并成功应用于摩擦电式柔性传感器.实验结果表明:当石墨烯用量为0.3%时,石墨烯在Gr/SWPU中分散均匀,薄膜吸水率为5.98%,抗张强度可达11.93 MPa,断裂伸长率高达1055.84%,热分解温度升高,表面电阻率为6.53×10^(8)Ω·cm,采用该多孔复合薄膜制备的柔性传感器具有5 V的开路电压,在柔性传感器领域有着广阔的应用前景.

功能单体改性聚氨酯丙烯酸酯的制备及粘接性能

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、磺酸型聚酯二元醇(SDNP)为原料,以季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)为羟基功能单体,采用无皂乳液聚合法制备了磺酸型聚氨酯丙烯酸酯乳液(SPUEA)。采用激光散射粒径仪、热重分析仪、力学性能测试和原子力显微镜(AFM)考察了PETA用量对乳液及胶膜性能的影响。结果表明:随着w(PETA)从0.5%增至2%,乳液的粒径从87 nm增至112 nm,胶膜的拉伸强度从8.2 MPa增至11.0 MPa;随着w(PETA)从1%增至2%,热失重为50%时胶膜的分解温度从314.57℃升至330.57℃,AFM分析表明两相相容性良好;在w(PETA)=2%时,胶膜的交联度为84.57%,吸水率为8%,胶膜的综合性能较佳。将SPUEA乳液作为胶粘剂应用后,随着w(PETA)从0.5%增加至2.0%,T-型剥离强度从6.98 N/mm增至11.23 N/mm,且乳液在PVC基材表面润湿性良好。

环氧大豆油多元醇改性磺酸型水性聚氨酯合成与性能研究

用2-乙基己醇(异辛醇)对环氧大豆油进行开环,生成环氧大豆油多元醇,并利用其对由异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚己内酯二元醇(PCL)和乙二胺基乙磺酸钠(AAS)为主要合成原料的磺酸型水性聚氨酯(SWPU)进行改性,考察了不同多元醇含量对磺酸型水性聚氨酯乳液以及胶膜性能的影响.首先,通过FTIR和1H-NMR证实了环氧大豆油多元醇的合成;然后经过粒径测试、耐水性测试、接触角测试、机械性能测试、TG测试等检测表明:磺酸型水性聚氨酯成功合成,随着多元醇含量的增加,水性聚氨酯乳液粒径逐渐增大;胶膜的吸水率逐渐减小,并趋于平缓;力学性能拉伸强度逐渐增强,而断裂伸长率下降.但当环氧大豆油多元醇添加量过大时,导致最后乳液无法分散,乳化失败.当多元醇含量与PCL质量比为0.2时,胶膜吸水率由50.14%减小至12.27%,接触角为103.3°,拉伸强度由8.16 MPa增至21.77 MPa.通过TG表明,分子结构中多元醇的引入,胶膜的耐热性有明显提高.