Toughening Modification of Unsaturated Polyester Resin Using HDI Trimer

HDI trimer was firstly used to improve the mechanical properties of hydroxyl-terminated unsaturated polyester （UP）. Mechanical properties measurements performed on the cured materials demonstrate a distinct improvement in intensity and toughness in the presence of HDI trimer and shows the change trends of increase and then decrease. The morphological analysis of the fracture surfaces shows that the micro-phase separated structures appear in modified UPR systems and changed from dendritric, dimple and to cystiform structures with the increase of HDI trimer content. The presence of the cystiform structures made the modified UPR systems present the best properties.

HDI三聚体改性磺酸盐型高固含量水性聚氨酯的制备与性能研究

以异氟尔酮二异氰酸酯(IPDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、聚己二酸1,4-丁二醇酯二醇(PBA)为主要原料,以乙二胺基乙磺酸钠(AAS)为亲水性扩链剂,以HDI三聚体(HT)为改性剂,制得了固含量为50%的磺酸盐型水性聚氨酯乳液。采用马尔文激光粒度分析仪、Brookfield黏度计、万能拉力机、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、核磁共振(1H-NMR)、X-射线衍射分析(XRD)、差示扫描量热分析(DSC)和透射电镜(TEM)等分析测试技术,研究了HDI三聚体加料方式和用量对水性聚氨酯乳胶粒子大小及其分布、Zeta电位、乳液黏度和胶膜的耐水性、结晶性及力学性能等的影响。研究结果表明,随着改性剂HDI三聚体用量的增大,水性聚氨酯乳液黏度减小,乳胶平均粒径增大且分布变宽,胶膜的拉伸强度和断裂伸长率先增大后减小;HDI三聚体的加入,破坏了聚氨酯软段排列的规整性,使得胶膜的结晶度稍有降低。当HDI三聚体用量与IPDI用量比为1:3时(质量比),所得聚氨酯乳液的粒径为199.3 nm,Zeta电位为42.7 mV,胶膜吸水率为3.8%,相对结晶度为50.62%,具有优良的综合性能。

HDI三聚体和偶联剂对纸质文物加固保护的研究

用传统的高分子树脂对纸质文物进行加固保护取得了一定的效果 ,但由于高分子树脂的渗透、润湿性能较差 ,容易增加纸张光泽 ;会产生内应力加速纸张老化等问题。针对这个问题 ,本文研究了一种纸质文物加固保护的新方法 ,采用低分子预聚物 HDI三聚体对纸张聚氨酯化 ,并用偶联剂 KH-5 5 0协同处理。通过正交试验分析了处理工艺中各种因素对纸张拉伸干强度的影响 ;并通过对拉伸湿强度、光泽度的测试和酸碱加速老化、干热加速老化等试验验证了 HDI三聚体和 KH-5 5 0对纸质文物的加固保护作用 ,并用 DSC和扫描电镜进行了分析。试验表明 ,这种处理方法在保护纸张原有质感的同时提高了纸张强度 ,降低了纸纤维的吸湿性 。

HDI三聚体合成研究

以一种N-羟烷基季铵碱为三聚反应催化剂，合成了以六亚甲基二异氰酸酯（HDI）三聚体为主要成分的多异氰酸酯固化剂。对合成条件进行了探讨。

HDI三聚体改性水性聚氨酯复合分散体的研究

合成了以己二异氰酸酯(HDI)三聚体代替部分甲苯二异氰酸酯(TDI),并用环氧树脂E-20和甲基丙烯酸甲酯(MMA)复合改性的水性聚氨酯(WPU)分散体,应用傅里叶红外光谱(FT-IR)和原子力显微镜(AFM)分析了产物的结构和表面形貌,采用示差扫描量热仪(DSC)测定了聚合物的玻璃化温度。研究结果表明,随着HDI三聚体含量的增加,PU乳液的外观变好,耐黄变性改善;而E-20和MMA含量的增加使涂膜的机械性能变好,耐水性增加。当HDI三聚体、E-20和MMA的添加量分别为10.5%、5%、20%时,改性水性聚氨酯(WPU)复合分散体的综合性能较好。

氨酯基改性HDI三聚体的制备

ＨＤＩ和聚环氧丙烷（ＰＰＯ）形成预聚体后，在催化剂作用下，制备氨酯基改性ＨＤＩ三聚体。研究了改性产物的—ＮＣＯ含量和粘度与ＨＤＩ和ＰＰＯ用量的关系，并通过ＩＲ谱证实产物有较强的氢键作用。

(CH)_4NOH催化HDI三聚反应动力学研究

以四甲基氢氧化铵(TMAH)为催化剂,采用溶液聚合工艺对HDI单体进行三聚反应,应用气相色谱测定样品游离HDI单体含量,通过数据及图谱分析,研究反应动力学规律,得出反应动力学曲线,确定了反应过程中两个主要阶段均为一级反应,动力学方程分别为γ1=5.08×10-2c[HDI],γ2=1.07×10-2c[HDI]。

季铵碱类催化剂的制备及其对HDI三聚反应研究

为论述季铵碱类催化剂的制备及其对HDI三聚反应的催化作用,采用了溶液聚合工艺对HDI单体进行聚合,通过对反应产物分子中-NCO含量、游离HDI含量进行分析,考察了催化剂种类及用量、反应温度、反应时间对加成反应的影响,确定了理想催化剂为四甲基氢氧化铵和双季铵碱及其制备反应条件.

HDI三聚体固化剂的合成和性能──旋转薄膜蒸发器法初探

通过对原料配比、工艺参数、催化剂种类和用量、合成条件、溶剂种类、旋转薄膜蒸发器后续精制处理过程等因素的探索和研究，制备了六亚甲基二异氰酸酯（ HDI）三聚体固化剂，利用红外光谱对产物结构进行了表征和验证，并进行了应用研究和工业化研究。

季铵羧酸盐的结构对HDI三聚反应催化选择性的影响

以一系列不同结构的自制季铵羧酸盐催化六亚甲基二异氰酸酯(HDI)三聚反应并对其催化选择性进行研究。通过傅里叶红外光谱(FT-IR)、电喷雾电离质谱(ESI-MS)和凝胶渗透色谱(GPC)对三聚反应产物的结构进行了表征,通过对GPC数据的分析处理,研究了催化剂结构与三聚反应选择性的关系。结果表明,自制季铵羧酸盐可以有效催化HDI的三聚反应,其结构的变化导致了明显的催化选择性差异;随着季铵羧酸盐催化剂中羧酸根上碳链长度的增加,三聚催化选择性呈增大趋势,而羧酸根电子效应的变化则对三聚催化选择性影响较小。

双季铵碱催化HDI三聚反应动力学研究

以双季铵碱为催化剂,采用溶液聚合工艺对HDI进行三聚反应,气相色谱测定三聚反应体系中游离HDI的含量,研究了HDI三聚反应的动力学规律。结果表明,HDI三聚反应过程的前期反应阶段为三级反应,动力学方程为γ1=kc3,k=1.71×10-5h-1。

HDI三聚体改性聚氨酯水分散体的合成与性能

采用己二异氰酸酯(HDI)三聚体(HT)合成交联改性聚氨酯水分散体(HPUD),考察了HT添加量对HPUD涂膜的耐水性、耐溶剂性、表干时间、硬度、光泽以及交联度的影响。通过粒径分布仪、热重分析仪(TGA)和傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)分别对HPUD乳液贮存过程中粒径的变化、涂膜热稳定性与分子结构进行表征,结果发现,引入质量分数5%～10%的HT可提高聚氨酯涂膜的表干速率和交联度,当w(HT)=10%时,HPUD涂膜具有最佳的综合性能,涂膜表干时间为45min,交联度为80%,吸醇率为78%,吸水率为7%。同时还发现,HPUD涂膜硬度上升速率较快,但最终硬度较未改性聚氨酯水分散体(PUD)有所降低;粒径分析表明,当w(HT)≥20%时,HPUD贮存过程中乳液粒径增大,贮存稳定性下降;TGA分析表明,HPUD涂膜具有较好的热稳定性。

HDI三聚体的合成工艺研究

在氮气的保护下,采用本体聚合的方法,以自制的季铵碱Z-0710作为催化剂,控制催化剂用量、反应温度及反应时间等条件,合成六亚甲基二异氰酸酯(HDI)三聚体固化剂。用凝胶渗透色谱(GPC)跟踪反应进程,采用傅里叶红外光谱(FT-IR)表征了HDI异氰脲酸酯的结构,研究了其合成工艺条件。实验结果表明:该季铵碱催化剂具有较高的活性。在70℃下,滴加0.5%的催化剂,反应2 h得到的三聚体的含量最多。

阳离子型HDI三聚体乳液表面施胶剂的制备及其应用

以N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂,以苯乙烯(St)、丙烯酸丁酯(BA)、甲基丙烯酸二甲氨乙酯(DM)为原料合成阳离子乳化剂,制备得到六亚甲基二异氰酸酯(HDI)三聚体乳液。讨论了乳化剂质量分数对乳液粒径及稳定性能的影响,并采用红外光谱、动态光散射测试对其结构、性能进行了表征;分析了施胶液浓度对施胶效果的影响,并测试了纸张的抗张强度、吸水性等性能。结果表明,乳化剂质量分数为14%时,所制备的HDI三聚体乳液粒径小且稳定性能好;施胶液浓度为7%时,施胶纸张耐折度相较于未施胶原纸增加了1087.5%,纸张抗张强度和湿抗张强度最大可达到7.30 k N/m和3.69 k N/m,且纸张吸水性降低至15.6 g/m^2,比原纸低了83.6%。所制得的HDI三聚体乳液表面施胶剂可以显著的提高纸张的施胶效果和物理性能。

HDI三聚体加固材料对纸质文物字迹保护性能研究

以HDI三聚体化学加固材料对纸质文物中字迹保护效果为研究对象,选用纸质档案中常见的墨汁、碳素墨水、蓝黑墨水、纯蓝墨水、红色墨水、铅笔字迹等材料,根据加固前后字迹的颜色变化、扩散现象,以及与壳聚糖、羧甲基纤维素、明胶-甘油溶液加固材料所做的对比,对HDI三聚体加固纸质文物字迹的安全性进行评估,并依据耐酸性、耐碱性、耐氧化性和耐干热老化性能对其耐久性做出综合分析,进而探究HDI三聚体加固材料对字迹的保护效果。结果表明:在安全性上,HDI三聚体相比其他加固材料性能更优;在耐久性上,其对墨汁、碳素墨水字迹的保护效果较好,对蓝黑墨水、纯蓝墨水、红色墨水、铅笔字迹的保护效果相对较差。另外,依据字迹材料特点,选取适当质量分数加固溶液方能达到理想的加固效果。

1,6-六亚甲基二异氰酸酯自聚产物的结构表征

用IR与NMR表征了用醋酸钾为催化剂时 1,6 六亚甲基二异氰酸酯 (HDI)自聚产物的结构 .结果表明 ,自聚主产物是三聚体异氰脲酸酯 ,主要含有三聚体异氰脲基、异氰酸根 ,同时含有由杂质带来的微量氨基甲酸酯、脲基甲酸酯基、取代脲基、缩二脲基 .一维核磁谱及二维化学位移相关谱分辨出 7种羰基 ,一种NCO基 ,确定了氮上 8种不同取代结构的分子链连接情况 .通过建立理论模型 ,定量地描述了自聚产物的结构 .

亲水性多异氰酸酯固化剂的制备及其性能

采用聚乙二醇混合单甲醚与HDI三聚体反应制备了亲水性多异氰酸酯固化剂,考察了不同亲水性表面活性剂对改性多异氰酸酯亲水性的影响。结果表明,选用平均相对分子质量为500的聚乙二醇混合单甲醚作为亲水单体,nNCO/nOH为6∶1,制备的亲水性多异氰酸酯固化剂具有较好的乳化效果。

固化温度及固化剂种类对模拟PBX浇注炸药力学性能的影响

测试了端羟基聚丁二烯-异佛尔酮二异氰酸酯-三苯基铋(HTPB-IPDI-TPB)和端羟基聚丁二烯-六亚甲基二异氰酸酯三聚体-亚乙基二胺(HTPB-HDI-trimer-DABCO)两种黏结剂在不同固化温度下对模拟PBX浇注炸药的力学性能的影响。实验结果表明,随着固化温度的升高,HTPB-IPDI-TPB和HTPB-HDI-trimer-DABCO制备的模拟PBX浇注炸药药柱的力学性能增强。固化剂IPDI和HDI-trimer对药柱的机械性能有较大影响,与含IPDI炸药相比,含HDI-trimer的炸药药柱的剪切强度在35℃增大50.27%,45℃增大34.30%,55℃增大44.83%;抗拉强度在35℃降低82.66%,45℃降低78.73%,55℃降低82.22%;抗压强度在35℃增大54.85%,45℃增大45.25%,55℃增大53.38%。HDI-trimer形成三维网状结构降低了药柱的抗拉强度。

有机硅改性多臂型水性聚氨酯的制备及性能研究

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚碳酸酯二元醇(PCDL)、端羟基聚醚改性硅油(THPDMS)、二羟甲基丙酸(DMPA)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)三聚体和丙烯酸羟乙酯(HEA)为主要原料,制备了有机硅改性多臂型水性聚氨酯(TWPU-Si)。采用纳米粒度仪、光学接触角仪、电子拉力机等对膜的结构与性能进行了测试。研究了THPDMS用量对TWPU-Si膜的耐水性、力学性能、硬度、水接触角、热稳定性的影响。结果表明,随着有机硅含量增加乳液粒径逐渐增大、分布变宽,胶膜耐水性和热稳定性增强。拉伸强度先减小再增大后降低。

水可分散型多异氰酸酯的制备与应用

以N-乙烯基吡咯烷酮（VP）、丙烯酸丁酯（BA）、甲基丙烯酸-2-羧乙酯（CA）为单体,通过溶液聚合,制得高分子表面活性剂P（VP-co-BA-co-CA）。以P（VP-co-BA-co-CA）乳化分散1,6-己二异氰酸酯（HDI）三聚体,制得水可分散型HDI三聚体（WD-HDIT）,考察了BA质量分数、CA质量分数和HDI三聚体质量分数对乳液粒径和施胶性能的影响。探讨了WD-HDIT乳液对纸张表面的施胶性能。结果表明,当w（VP）=5.0%,w（BA）=3.4%,w（CA）=1.3%,w（HDI三聚体）=60.0%时,施胶剂乳液WD-HDIT具有良好的稳定性和优异的施胶特性。以WD-HDIT质量分数为10%的施胶剂乳液进行表面施胶,纸张施胶度达29 s,纸张与水接触角达119.49°,耐折度达67次,抗张指数达55.8 N？m/g,抗弯挺度指数为2.003 N·m7/kg3,环压强度指数为5.1468 N·m/g。