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。

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 .

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。

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。

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。

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。

超长寿命聚天门冬氨酸酯重防腐涂料的研制

采用新型结构的聚天门冬氨酸酯作为主体树脂,脂肪族异氰酸酯为固化剂,研制成功了具有超长耐紫外线功能的脂肪族聚脲重防腐涂料,探讨了涂层性能的影响因素。结果表明,该涂料具有高固低黏特性、耐紫外线试验超过4 000 h,耐磨性能优异,是一种优秀的环保型长效重防腐涂料。