聚氨酯-环氧树脂弹性体的合成

首先由聚醚(PPG)和甲苯二异氰酸酯(TDI)反应制得含有端异氰酸酯的预聚体,利用预聚体中的异氰酸酯基团与环氧树脂上的仲羟基反应合成端环氧基团的聚氨酯-环氧树脂,然后用低分子聚酰胺固化。通过改变预聚体中PPG3031含量和NCO/OH的比值得到不同的拉伸强度和硬度。实验结果表明:随着预聚体中PPG3031含量的增大,弹性体的拉伸强度增大,硬度也增大;随着预聚体中NCO/OH摩尔比的提高,弹性体的拉伸强度和硬度增大,断裂伸长率变化不大。

环氧树脂E-51改性聚氨酯弹性体的制备与性能研究

采用预聚体法合成了以4,4′-二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)、聚醚多元醇等为主要原料,1,4-丁二醇(BDO)为扩链剂,环氧树脂E-51为改性剂的聚氨酯弹性体(PUE),通过万能材料试验机、傅里叶变换红外光谱仪、动态力学分析仪等表征手段,对HMDI型PUE力学性能、阻尼性能、热稳定性等进行研究,重点讨论了环氧树脂E-51的添加量对弹性体拉伸强度、断裂伸长率、微相分离结构、热稳定性等性能的影响规律。结果表明,环氧树脂(EP)中的环氧基团发生开环反应,能有效地改善聚氨酯(PU)和EP分子间的相容性及相互贯穿;随EP添加量的增加,拉伸强度、微相分离程度先增加后减少、断裂伸长率逐渐减小的趋势;热失重分析表明,EP的加入,可以提高聚氨酯的热稳定性。

环氧树脂改性聚氨酯弹性体

利用环氧树脂(E-51)与聚氨酯预聚体NCO的反应,得到改性聚氨酯弹性体(PUE),并考察了PUE的物理性能。实验结果表明:E-51质量分数为5%时,PUE的邵尔A型硬度、拉伸强度、100%定伸应力和撕裂强度达到最小值,分别为86、15.9 MPa、2.5 MPa和32.1 N.mm-1,而扯断伸长率为457%;E-51提高了PUE的耐热性;E-51质量分数为5%时,PUE的耐溶剂性差,耐四氢呋喃最差,环己酮次之,乙酸乙酯最好。

聚氨酯/环氧树脂弹性体声学性能仿真

基于声学边界条件,建立了聚氨酯/环氧树脂(PU/EP)弹性体的水声模型,探讨了弹性体弹性模量、损耗因子及泊松比对其声学性能的影响;在水声脉冲声管中测试了PU/EP的水声性能并进行了算例验证。仿真结果表明,较大的模量、合适的阻尼因子和较高的泊松比是PU/EP弹性体获得低反射、高吸声性能的关键。水声测试结果表明,PU/EP(70/30)弹性体的平均吸声系数为0.39,最大吸声系数为0.42,且反射系数在整个频段范围内小于0.4,可作为水声吸声材料的基材。算例验证表明,计算结果与实验测量结果吻合的较好。

聚氨酯/环氧树脂互穿网络弹性体的合成及研究

以N，N-二甲基苄胺和二月桂酸二丁基锡为催化剂，在室温条件下采用同步IPN合成了聚氨酯／环氧树脂互穿网络弹性体．研究了有机锡催化剂和叔胺催化剂的用量对乳白化时间的影响，以及环氧树脂用量对固化时间的影响，并对聚氨酯（Pu）／环氧树脂（EP）互穿网络弹性体的红外光谱进行了研究．

混合大二醇基聚氨酯弹性体/环氧树脂互穿网络聚合物的研究

以α,ω-双(γ-羟丙基)聚二甲基硅氧烷(BHPDMS)和聚氧四甲基二醇(PHMO)混合大二醇作为软链段,首先通过两步溶液聚合法合成了-NCO封端的混合大二醇基聚氨酯(PU)弹性体预聚物(PUT);然后以PUT和环氧树脂(EP)预聚物为原料、1,3-双(γ-氨丙基)-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷(BATS)为交联剂,采用同步溶液聚合法合成了PUT/EP互穿聚合物网络(PUT/EP I PN)。使用傅里叶红外光谱(FT-I R)法、动力学分析(DMA)法和扫描电子显微镜(SEM)法,对PUT和PUT/EP I PN进行分析和表征,并对其力学性能和表面疏水性进行测试。实验结果表明,PUT/EP I PN中不存在宏观相分离状态,仅发生微观相分离状态;当PUT/EP I PN中w(PUT)=50%时,PUT/EP I PN具有优异的综合力学性能和表面疏水性。

PCL-HTPB-PCL基聚氨酯弹性体的性能

聚氨酯弹性体(PUE)因其性能卓越,已在诸多领域得到广泛应用。然而,随PUE应用领域的不断拓宽,对PUE性能的要求也越来越高。在一些特殊领域,通用PUE已不能满足特殊的性能要求。为此,除调整PUE配方体系原料品种和配比外,调控链段结构也是一种有效途径。以端羟基聚丁二烯(HTPB)为大分子起始剂,由ε-己内酯(ε-CL)开环聚合,合成新型嵌段二元醇(PCL-HTPB-PCL,简称CHC)。由CHC与甲苯二异氰酸酯反应制得—NCO封端预聚体,—NCO封端预聚体经1,4-环己基二甲醇(CHDM)扩链后制得软链段中同时兼有聚己内酯二醇(PCL)与HTPB结构的PUE。力学性能测试及相关仪器分析表明,CHC分子量及含量对PUE力学性能的影响很大,对微观结构、断面形貌和热性能有一定影响。具体表现为:当CHC分子量一定时,随CHC含量的增加,PUE试样的硬度、比拉伸强度降低,断裂伸长率增加;当CHC含量、预聚体扩链系数相同时,CHC的分子量增加,PUE试样的硬度降低,但PUE试样的比拉伸强度和断裂伸长率增加、微相分离程度增大、PUE大分子链软段中PCL聚酯链段的玻璃化转变温度和硬段熔融温度升高。

环氧树脂改性MDI型聚氨酯弹性体的性能研究

采用聚己二酸乙二醇丙二醇酯(PEPA)和4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)为原料合成了聚氨酯预聚体,在预聚体固化剂中掺入环氧树脂,制备了环氧树脂改性MDI型聚氨酯弹性体,并对弹性体的结构和性能进行表征。结果表明,环氧树脂改性MDI型聚氨酯弹性体中存在噁唑烷酮结构,提高了弹性体的热分解温度和耐热性能,但弹性体的动态性能变差,微相分离程度变弱。

聚氨酯-环氧树脂改性沥青超薄磨耗层制备与性能研究

为了提升沥青混凝土超薄磨耗层的服役性能,研究向环氧树脂分子结构中接枝聚氨酯柔性链段制得聚氨酯改性环氧树脂(PU-EP),以PU-EP、固化剂、相容剂、基质沥青为原材料制备高性能双组份PU-EP改性沥青。通过试验对比分析了分别以PU-EP改性沥青、环氧沥青和SBS改性沥青为胶结料的SMA-10超薄磨耗层路用性能(3种磨耗层依次记为UFC_(PU-EP)、UFC_(EP)与UFC_(SBS))。试验结果表明,UFCPU-EP具有最佳的高温稳定性、水稳定性与黏结性,抗疲劳性及低温抗裂性略低于UFC_(SBS),但远大于UFC_(EP)。综上,研究制得的PU-EP改性沥青超薄磨耗层具备优良的路用性能。

γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷改性聚氨酯弹性体的合成、结构与性能

以聚氧化丙烯二元醇 (PPG - 10 0 0 )、甲苯二异氰酸酯 (TDI)为主要原料 ,γ -环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷 (KH - 5 6 0 )为有机硅改性剂 ,合成了KH - 5 6 0改性聚氨酯预聚物。采用 3,3′ -二氯 - 4 ,4′ -二氨基 -二苯基甲烷 (MOCA)为扩链剂 ,制备了新型有机硅改性聚氨酯弹性体。考察了KH - 5 6 0用量及不同加料顺序对改性聚氨酯弹性体力学性能的影响 ,并用傅里叶变换红外光谱法对KH - 5 6 0改性聚氨酯预聚体的结构进行了表征 ,对KH - 5 6 0化学改性聚氨酯弹性体的反应机制进行了初步探讨。结果表明 ,KH - 5 6 0中环氧基团参与了化学反应生成了—OH ,并将有机硅氧烷结构单元以化学键合的方式引入了聚氨酯主链结构中 ;当PPG - 10 0 0和TDI用量不变时 ,加入KH - 5 6 0提高了软链段的含量 ,并且形成的支链结构破坏了聚氨酯主链的规整性。改性聚氨酯弹性体的力学性能随着KH - 5 6 0用量的增大而显著降低。

环氧树脂改性聚氨酯-丙烯酸酯乳液的合成

聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液虽然较单一乳液的性能有很大改善,但是其涂膜的硬度、耐水性、耐化学品性还难以满足高档水性木器涂料的要求。在聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液中以不同方式加入环氧树脂,分别制备了物理共混和化学共聚的聚氨酯-丙烯酸酯-环氧树脂复合乳液,研究了环氧树脂加入方式、用量等对乳液及涂膜性能的影响。研究发现环氧树脂对于涂膜的硬度、耐水性、耐化学品性等有明显改进。环氧树脂的质量分数在3%～4%为宜。

环氧乙烷-四氢呋喃共聚醚基热塑性聚氨酯弹性体氢键体系的定量研究

氢键为热塑性聚氨酯弹性体内的重要键合力特征。该文基于氢键所引起基团的频移 ,以FTIR为主要的研究手段 ,并结合通过动态力学性能(DMA)研究所建立的评估硬段与软段之间混溶的定量方程 ,对所合成的以环氧乙烷 -四氢呋喃无规共聚醚、2 ,4_甲苯二异氰酸酯以及1,4_丁二醇为原料的热塑性聚醚聚氨酯弹性体的氢键体系进行了定量化研究。结果表明 ,大约有30 %的硬段混溶进入软段相与软段的醚氧产生氢键作用 ,主要的氢键包括硬段羰基与硬段氨基之间的氢键以及硬段烷氧与硬段氨基之间的氢键 ,仍发生在硬段岛区内。

1,3-丁二醇对PCL/MDI体系聚氨酯弹性体力学性能的影响

首先以聚己内酯多元醇(PCL)、4,4′-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、液化MDI和MDI-50为原料合成聚氨酯(PU)预聚体,再用混合扩链剂制备聚氨酯弹性体。讨论了预聚体异氰酸酯基(NCO)含量、异氰酸酯类型、1,3-丁二醇(1,3-BDO)含量、聚酯软段相对分子质量对聚氨酯弹性体力学性能的影响。结果表明:提高预聚体NCO基含量可使弹性体的硬度、300%定伸应力、拉伸强度和撕裂强度明显提高,拉断伸长率和冲击弹性则下降;纯MDI弹性体综合力学性能最好,液化MDI次之,MDI-50最差;提高1,3-BDO含量可使弹性体的硬度、撕裂强度和冲击弹性明显下降;软段相对分子质量为1 000的聚氨酯弹性体的硬度、300%定伸应力、拉伸强度和撕裂强度较高,软段相对分子质量为2 000的聚氨酯弹性体的拉断伸长率和冲击弹性较高。

环氧树脂改性水性聚氨酯-丙烯酸酯的初步研究

合成了环氧树脂改性的水性聚氨酯 丙烯酸酯 ,研究了环氧树脂用量、加入方式对乳液稳定性的影响。环氧基团在乳液胶膜热处理时交联 ,从而改善了胶膜的力学性能及耐水性、耐溶剂性能。

长压缩应力-应变平台的聚氨酯弹性体泡沫的研究

制备了具有长压缩应力-应变平台的聚氨酯弹性体泡沫(PUEF),研究了硬段含量、交联度以及密度等对PUEF压缩应力-应变性能、压缩应力松弛及拉伸性能的影响。结果表明,硬段含量及密度对PUEF压缩应力-应变性能的影响较大,而交联度对压缩应力松弛及拉伸性能的影响较大。在相同的原料体系下,随着硬段含量及密度的增加,PUEF的应变降低,应力增大,压缩应力松弛增大,断裂伸长率降低,拉伸强度增大;随着交联点的增加,PUEF的压缩应力松弛降低,断裂伸长率下降,拉伸强度下降。

环氧树脂-水性聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液的研究

以IPDI、聚醚、BDO、DMPA等为原料合成水性聚氨酯分散体，再加入MMA和引发剂，采用核壳乳液聚合法制备脂肪族水性聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液。引入小分子交联剂三羟甲基丙烷（TMP）和环氧树脂E-20进行多重交联改性。用傅立叶红外光谱（FTIR）对树脂结构进行了分析。讨论了n（NCO）／n（OH）比值、环氧树脂E-20、TMP、MMA添加量对乳液性能的影响。研究发现，当n（NCO）／n（OH）=（1．3-1．4）：1、E-20质量分数为3％-5％、TMP为1％-3％、MMA为20％-30％时，所制备的PUA乳液综合性能较好。

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。

微/纳米无机颗粒对聚氨酯-环氧树脂基复合材料性能的影响

通过机械搅拌混合法制备了微/纳米无机颗粒改性的聚氨酯-环氧树脂复合材料,研究了颗粒组成和含量对复合材料力学和热稳定性的影响,进而探讨了所得复合材料的强韧化机理.结果表明：相比微米颗粒,纳米颗粒的加入能显著提高复合材料的层间剪切强度和拉伸强度,降低层间剪切模量,同时改变材料的断裂方式.当纳米SiC颗粒的添加量（质量分数）为2%时,所得复合材料的层间剪切强度和拉伸强度分别为44.7 MPa和56.56MPa,相比添加前提高约88%和74%,所得复合材料不同失重率下对应的温度较添加前提高了4-8℃.纳米颗粒弥散强化和钝化银纹扩展是复合材料主要的强韧化机理.

核-壳结构有机硅弹性体技术对环氧树脂体系性能的影响

介绍了在双组分环氧树脂体系中采用的核-壳结构有机硅弹性体技术,以及其对涂层机械性能的影响。结果表明,通过采用该技术能明显改善涂层的性能,涂层的抗冲击强度、耐候性、附着力和耐腐蚀性显著提高,滑动阻力明显降低。

固化剂三(2-羟乙基)异氰脲酸酯对聚氨酯弹性体性能的影响

以三(2-羟乙基)异氰脲酸酯(THEIC)为固化剂,用异氰脲酸酯(IS)环合成改性聚氨酯弹性体(PUE)。通过改变PUE链段中IS环的含量,考察其对PUE的热稳定性、力学性能和耐溶剂性的影响。结果表明,引入IS环后,PUE的耐热性能有提高;IS改性的PUE的内耗峰比未改性的窄,峰位由10℃移到-10℃,且内耗峰值增大(tanδ由0.28增大到0.46),玻璃化温度降低,而阻尼性能得到提高;引入IS环的PUE的硬度和其它力学性能比未改性的PUE有所降低;随着固化剂中THEIC用量的增加,PUE的溶胀率增大,即IS改性PUE的耐溶剂性变差。