纸张的聚氨酯化处理及其机理的研究

研究了以纸张为原料合成聚氨酯材料的方法及其反应机理。采用化学分析、IR光谱分析以及电子显微镜观察相结合的方法 ,分析了所合成的聚氨酯材料的化学及物理特性以及聚氨酯结构的形成机理。研究结果表明 :纸张聚氨酯化后 ,可以使纸张中的纤维之间产生氨基甲酸酯结构的连接 ,从而提高纸张的物理强度 ,尤其是湿强度和挺度得到大幅度提高。

聚氨酯化改善纸张物理性能的研究

研究了异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)对纸张聚氨酯化处理的方法。通过多媒体电子显微镜和傅里叶变换红外光谱,分析了所合成的聚氨酯材料的物理性能及聚氨酯结构的形成机理。研究结果表明,不同浆料经过聚氨酯化处理后,其强度提高的顺序为:棉浆>针叶木浆>阔叶木浆>苇浆。当棉浆打浆度为73°SRI、PDI用量12%、反应时间10 min,反应温度60℃时,聚氨酯化后纸张的裂断长提高58.40%,湿强度为干强度的50.61%,耐折度为原来的13.4倍,耐破指数增加67.73%,撕裂度下降55.91%。通过IR光谱分析IPDI对纸张的增强作用是由于纸张聚氨酯化后生成氨基甲酸酯结构,使得纤维之间存在有较多的聚合物起架桥作用,把纤维间的氢键结合转化为化学键结合,从而增强纤维之间的连接,提高纸张强度,尤其是湿强度。

纸张的聚氨酯化增强技术的研究

研究了以纸张为原料合成聚氨酯材料的方法 ,并分析了以牛皮纸为原料合成的聚氨酯材料的物理强度特性及其表面形态。研究结果表明 :牛皮纸经聚氨酯化处理后 ,可以使纸张中的纤维之间产生氨基甲酸酯型架桥结构 ,能提高纸张的物理强度 。

聚氨酯化对纸张性能的影响及其机理

研究了甲苯-2,4二异氰酸酯(TDI),异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)对纸张聚氨酯化处理的方法及反应机理。采用多媒体电子显微镜和傅立叶变换红外光谱分析相结合的方法,分析了所合成的聚氨酯材料的物理性能及聚氨酯结构的形成机理。研究结果表明:当TDI用量10％,反应时间10min,反应温度60℃时,聚氨酯化后纸张裂断长提高了 21．55％,湿强度为干强度的41．61％,耐折度提高了1．6倍;当IPDI用量12％,反应时间10min,反应温度60℃时．聚氨酯化后纸张的裂断长提高54．88％,湿强度为干强度的41．19％,耐折度提高了4．1倍。TDI和IPDI对纸张的增强作用通过 IR光谱分析都是由于纸张聚氨酯化后生成氨基甲酸酯结构,使得纤维之间存在有较多的聚合物起架桥作用．把纤维间的氢键结合转化为化学键结合,从而增强纤维之间的连接,提高纸张强度,尤其是湿强度。

纤维打浆性能对成纸聚氨酯化改性的影响

采用Valley打浆机和PFI磨对棉浆打浆,浆料成纸后用异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)进行聚氨酯化改性处理。结果表明,IPDI对纸张改性后,使得纸张表面成膜,增强了纤维之间的连接,纸张强度得到提高,尤其是湿强度。当保水值达到最高125.8%时,与原纸相比,改性纸的耐折度、裂断长分别增加14.7倍、1.3倍,湿强度为45.3%,撕裂指数、透气度、不透明度各下降55.9%、19.2%、68.8%。

聚氨酯化丙烯酰胺改性醛酮树脂的制备及性能研究

文章通过将丙烯酰胺与环己酮、甲醛共同反应制备高羟值的醛酮树脂,研究了醛酮配比、丙烯酰胺用量对所制备醛酮树脂羟值和黏度的影响,再利用异佛尔酮二异氰酸酯对所合成的丙烯酰胺改性醛酮树脂进行进一步改性,并分散于水中制得聚氨酯乳液,利用所制得的乳液调配色浆并印染在棉织物上,研究不同色浆的印染织物着色、耐摩擦和耐皂洗等性能。结果表明:添加丙烯酰胺进行反应可以有效提高醛酮树脂的羟值,适当增加甲醛含量有利于增加丙烯酰胺改性醛酮树脂的羟基含量,其中,反应物比例为n(丙烯酰胺)∶n(甲醛)∶n(环己酮)=0.05∶1.6∶1制备得到chF-AM-resin-6醛酮树脂的羟值达到最大值(375 mg KOH/g),比未添加丙烯酰胺的醛酮树脂提高244%。此外,添加15%聚氨酯化后的chF-AM-resin-6-PU乳液的色浆染色的样品获得了最佳的染色效果(与空白对照组相比K/S值提升42.7%)以及耐皂洗性能(与空白对照组相比,由3提升至4)。

超支化聚氨酯阻尼涂层的制备及性能

以甲苯-2,4-二异氰酸酯(TDI)和二乙醇胺(DEOA)为原料,采用一步法合成了超支化聚氨酯,并对其改性制备了光固化超支化聚氨酯(UV-HPU)和超支化杂化聚氨酯(HHPU)两种树脂.用傅里叶红外光谱(FTIR)和核磁共振氢谱(1H NMR)表征了预期产物.以其为预聚物制备阻尼涂层,动态力学分析(DMA)研究表明,这两种涂层都具有高阻尼因子(tanδ≥1.0)、宽阻尼温度范围(tanδ≥0.5,大于50℃)和宽阻尼频率范围(20～160Hz);通过基本性能测试和热重分析(TGA)发现杂化涂层聚氨酯较光固化聚氨酯具有更好的机械性能和热稳定性能;杂化涂层聚氨酯的FTIR分析可知杂化涂层中硅氧烷水解缩合,提高了交联密度;杂化材料的断面扫描电镜(SEM)分析表明,硅氧烷的水解缩合并未形成大颗粒纳米粒子而是形成均相体系.

超支化聚氨酯的合成及应用

超支化聚合物因其独特的结构和性能逐渐成为聚合物领域的研究热点之一,各种合成超支化聚合物的方法相继被报道。但对于超支化聚氨酯(HBPU)这一类聚合物,由于其官能团的特殊性,很难用传统的方法制得。本文总结了近十几年来制备HBPU的两类主要方法:一种为单单体法(SMM),包括光气法、叠氮化合物法、AA′+B′B2法、高选择性化学反应等;另一种为双单体法(DMM),包括扩链法,低聚物A2+B3法。另外简要介绍了HBPU在固体电解质、相变材料、油墨以及纳米粒子制备等领域的应用。

聚四氢呋喃醚二醇脂肪族超支化聚氨酯的合成及表征

利用聚四氢呋喃醚二醇(PTMG,Mn=2000)和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为原料,以二月桂酸二丁基锡(DBTDL)为催化剂,通过逐步聚合反应合成了—NCO封端的聚氨酯预聚体(PPU),通过单因素实验,根据反应过程中异氰酸酯基团和羟值含量的变化规律,优化出了PPU的合成条件:反应温度75℃,反应时间为1.5h,m(DBTDL)=0.007%(以IPDI和PT-MG2000的总质量计)。再通过接枝使PPU与端羟基超支化聚合物(HPAE)共聚反应制备得到一种新型超支化聚氨酯(HBPU)。经过单因素实验分析方法优化出了HBPU的合成条件为反应温度75℃,反应时间4h。分别利用FT-IR和综合热分析对PPU和HBPU的结构以及热稳定性进行了表征。

脂肪族多代超支化水性聚氨酯的制备与表征

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二羟甲基丙酸(DMPA)和二乙醇胺(DEOA)为原料通过偶合单体反应法制备出了不同代数的脂肪族超支化水性聚氨酯(HWPU)。通过红外光谱(FT-IR)和核磁共振波谱(NMR)对其结构进行了表征,采用热重分析仪(TG)和示差扫描量热仪(DSC)分别对各代HWPU的热性能进行测试分析对比。TG结果表明不同代数的HWPU均在180～275℃和275～450℃范围内有较大热失重;DSC测试第2代至第5代的HWPU的玻璃化温度(Tg)分别为:104.3℃,123.0℃,136.6℃,141.9℃,表明随着产物代数的增加Tg逐渐升高,但温度增加幅度逐渐缓慢。

可UV固化超支化聚氨酯丙烯酸酯的制备及性能研究

以异佛尔酮二异氰酸酯和丙烯酸羟乙酯等为原料,采用不同扩链剂对自制的超支化聚氨酯进行改性,制备出一系列可紫外光固化的超支化聚氨酯丙烯酸酯(HBPUA-X)。利用红外光谱(FT-IR)、核磁共振(NMR)、热重分析(TG)、示差扫描量热仪(DSC)和乌氏黏度计对HBPUA-X的结构和性能进行了研究。FT-IR与NMR测试结果证实了合成产物为HBPUA-X;黏度计的测试结果表明:产品的特性黏度随扩链剂长度的增加而升高;将HBPUA添加到光固化环氧丙烯酸中成膜,TG与DSC的测试表明:涂膜的热分解温度有不同程度的降低,随着扩链剂长度的增加,涂膜的残余量逐渐减少,涂膜的玻璃化温度逐渐下降;性能测试表明:当添加10%质量分数的HBPUA-X时,涂膜的附着力由3级提高到1级以上,柔韧性由8 mm提高到2 mm以上;同时摆杆硬度与抗冲击强度也有明显提高。

超支化聚氨酯改性水性环氧树脂固化剂的制备与性能

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二羟甲基丙酸(DMPA)和二乙醇胺(DEOA)为原料,合成出了超支化聚氨酯核HBPU-0;以IPDI、聚醚多元醇(N210)、DMPA等原料合成线型聚氨酯,然后将线型聚氨酯接枝到HBPU-0上,制备出超支化聚氨酯(HBPU);再以HBPU、环氧树脂E-44、丁基缩水甘油醚单封端的四乙烯五胺(TEPA-660a)为主要原料制备出超支化聚氨酯改性水性环氧树脂固化剂。用红外光谱、核磁共振、透射电镜、扫描电镜和热失重等方法表征和测试了聚合物的结构与性能,研究了HBPU含量对固化膜断面形貌、力学性能、热性能的影响。结果表明,当HBPU质量分数达到24%时,固化膜的综合性能最佳,此时冲击强度为23.4kJ/m2,拉伸强度为52.4 MPa,5%和50%的质量热损失温度分别为287.5℃和376℃,与未改性环氧树脂相比,柔韧性和耐热性均有显著提高。

UV固化超支化聚氨酯丙烯酸酯的制备与表征

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、新戊二醇(NPG)、二乙醇胺(DEOA)为原料合成了含扩链剂的端羟基超支化聚氨酯(HPU-OH),并用异氰酸酯和丙烯酸羟乙酯的半加成产物(IPDI-HEA)对其改性制备超支化聚氨酯丙烯酸酯(HPUA)。利用傅里叶红外光谱、核磁共振波谱、热重分析仪和差示扫描量热仪对其结构和热性能进行了表征。红外光谱和核磁共振测试表明HEA成功接入HPU-OH中,得到超支化结构的HPUA;热重分析显示HPU-OH和HPUA均有3个热分解温度段,分解历程相近;差示扫描量热分析表明HPUA玻璃化转变温度(Tg)低于HPU-OH。将HPUA添加到普通的环氧丙烯酸酯中光固化成膜,涂膜测试表明,添加10%的HPUA的光固化树脂,其固化膜铅笔硬度从B提高到2H,摆杆硬度从0.59提高到0.76,附着力从2级提高到0级。

超支化聚氨酯/聚丙烯酸酯乳液的制备与阻尼性能的研究

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚醚二元醇(PTMEG)和丙烯酸酯类单体为主要原料,三羟甲基丙烷(TMP)和自制的超支化聚氨酯(HBPU)为交联剂,合成了聚氨酯(PU)/聚丙烯酸酯(PA)水性乳液。热重分析(TGA)及动态力学分析(DMA)研究表明,采用两种交联剂合成的聚合物耐热性能相差不大,均具有良好的阻尼性能(阻尼因子tanδ约为0.75,tanδ>0.3的温度范围约为60℃);随着PA组份含量的增加,阻尼性能越好。

超支化聚氨酯皮革涂饰剂的合成与表征

以—NCO封端聚氨酯(PPU)和端羟基超支化聚合物(HPAE)为原料,在二月桂酸二丁基锡(DBTDL)的催化作用下,通过接枝共聚反应合成了一种新型超支化聚氨酯(HBPU)皮革涂饰剂。通过单因素试验分析方法优化出了HBPU合成条件:反应温度80℃,w(DBTDL)=0.5%(以IPDI和PEG2000的总质量计),反应时间为4.5h。利用FTIR、13C-NMR等方法,对原料和HBPU的分子结构进行了表征。通过综合热分析测试了HBPU的热分解温度Tg为263.2℃,分析了HBPU的耐溶剂性并探讨了其在皮革涂饰中的应用性能。

纳米碳酸钙补强硅烷化聚氨酯密封胶的研究

以纳米碳酸钙填充硅烷化聚氨酯(SPU)制备密封胶,研究预聚体数均相对分子质量(n)、纳米碳酸钙用量、增塑剂DIDP用量及硅烷品种对密封胶性能的影响。结果表明,随着预聚体n的增大,SPU及其密封胶的硬度和拉伸强度减小,拉断伸长率增大;随着纳米碳酸钙用量的增大,密封胶的物理性能提高;增塑剂DIDP的适宜用量为30～40份;加入γ-氨丙基三乙氧基硅烷的密封胶的粘合性能最佳。

超支化聚氨酯热熔胶的合成及性能

采用AA′+bB2法制备了可以直接作为热熔胶使用的超支化聚氨酯(HPU)。以甲苯-2,4-二异氰酸酯(TDI)与聚碳酸酯二醇(PCDL)为原料合成两端为异氰酸根(NCO)封端的低聚物(A2),然后在0℃下加入二乙醇胺(DEOA)得AB2型中间物,进一步高温聚合得支化点间含有长链段的超支化聚氨酯。采用红外光谱(FTIR)、核磁共振(13C NMR)、GPC对超支化聚氨酯的结构进行了表征。结果表明,所得到的产物具有超支化结构,在55℃下反应20 h后,支化度可达到0.75,重均分子量Mw=7.0×103。对产物进行了热失重和粘接性能测试。结果表明,超支化聚氨酯的热分解温度为200℃。产物的粘接剪切强度随着链段长度的增加先增大后减小,最大可达到6.5 MPa。

超支化聚氨酯的合成与性能

以异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）和聚乙二醇2000（PEG2000）为单体，通过逐步聚合反应合成了-NCO封端的聚氨酯预聚体（PPU）；再通过接枝使PPU与端羟基超支化聚合物（HPAE）共聚得到一种新型超支化聚氨（HBPU）。利用红外光谱仪（FT-IR）、核磁共振（^1H-NMR）、热重分析仪（TGA）、X射线衍射（XRD）和原子力显微镜（AFM）等方法对PPU和HBPU的分子结构与性能进行了表征^1FT-IR和^1H-NMR分析表明PPU与HPAE发生了接枝共聚反应，制备的超支化聚氨酯具有较好的热稳定性和结晶性，其热分解温度达263．2℃，结晶度为19．8％。HBPU出现了明显的微相分离行为。

多代超支化水性聚氨酯的合成及表征

以甲苯-2,4-二异氰酸酯(TDI)、二羟甲基丙酸(DMPA)和二乙醇胺(DEOA)为原料通过偶合单体反应法合成了一系列不同代数的超支化水性聚氨酯(HPU),通过红外光谱(FTIR)和核磁共振波谱(NMR)对其结构进行了表征,利用配有黏度检测器的凝胶渗透色谱(GPC-DV)测定了各代产品的分子量,采用热重分析仪(TG)和示差扫描量热仪(DSC)对各代HPU及类似化学组成的线性水性聚氨酯(LPU)的热性能进行分析对比,结果表明,合成的各代HPU产率最高可达91%;TG分析表明,各代数HPU与LPU具有相近的初始分解温度(大约在200℃),但各代HPU与LPU的分解历程明显不同;DSC结果表明,各代HPU产品的玻璃化转变温度(Tg)明显高于LPU,同时随着代数增高(2～5代),Tg逐步由115.2℃升高到150.3℃;对比各代HPU与LPU掺杂的涂膜发现,随着代数的增加,材料光泽度和硬度明显提高.

超支化聚氨酯的现状及发展动态

超支化聚合物由于其特殊的结构和由此产生的独特的物理化学性质,成为了高分子学科研究的热点之一。对超支化高分子的研究已经从合成及对物理化学性质的研究发展到分子理论研究、各种功能化以及应用方面的初步探索。本文详尽分析了超支化聚氨酯的不同合成方法,并指出了超支化聚氨酯应用研究的主要方向。