Synthesis and Characterization of Polyurethane and Epoxy Resin Interpenetrating Polymer Network

A series of Polyurethane (PU)/bisphenol A based Epoxy Resin(EP) Interpenetrating Polymer Networks(IPN) were synthesized and characterized by SEM, DSC, TGA and DMTA. It was found that IPN shows the best compatibility and damping properties when the ratio of PU/EP is 80 to 20. The results show that chain-extender and higher molecular weight of PPG are able to improve the properties of compatibility, damping and thermal properties.

聚氨酯/环氧树脂IPN的研究

综述了聚氨酯 /环氧树脂的IPN生成动力学与相分离过程 ,以及形态与性能 ,并介绍了聚氨酯

EA/PU IPN灌浆材料的制备及性能

在自制的环氧丙烯酸酯(EA)及聚氨酯(PU)预聚体的基础上,制备环氧丙烯酸酯/聚氨酯互穿聚合物网络(IPN)化学灌浆材料,考察聚氨酯预聚体n(—NCO)/n(—OH)、聚氨酯预聚体用量、活性稀释剂用量、引发剂用量、促进剂用量、环境温度等对灌浆材料各方面性能的影响,同时分别采用红外光谱、扫描电子显微镜、热重-差热同步分析仪分析浆材固结体的官能团组成、拉伸断面微观结构及热稳定性。FT IR表征说明:IPN材料固化时发生聚氨酯预聚体的扩连反应及环氧丙烯酸酯与活性稀释剂的自由基共聚;SEM观察表明:IPN材料的拉伸断面出现韧性断裂特征,两网络之间的聚合与交联限制相分离;TG DTA曲线表明:IPN材料的热分解温度较高,耐热性能好。制得的聚氨酯预聚体n(—NCO)/n(—OH)为2.5:1,用量为15%时,IPN材料的各项性能达到最佳值,另外,可根据不同的灌浆要求,选择适宜活性稀释剂用量的灌浆材料,浆液胶凝时间可调。

聚氨酯改性环氧树脂/聚苯乙烯SIPNs固化动力学 (Ⅰ)环氧树脂固化剂含量对体系固化过程的影响

用化学滴定，粘度测定等方法，研究了环氧树脂固化剂（Ｔ３１）用量对聚醚型聚氨酯改性双酚Ａ型环氧树脂（ＰＵＤＧＥＢＡ）／聚苯乙烯（ＰＳｔ）室温同步ＩＰＮｓ体系固化动力学行为的影响。研究结果表明，增加Ｔ３１的用量，可以大大地缩短上述体系的凝胶时间。两个网络固化速度的峰值相对位置未改变。苯乙烯的固化受扩散控制，反应级数为２．０级；ＰＵＤＧＥＢＡ的固化为自动催化机理，反应级数为３．０级。

聚氨酯改性环氧树脂/聚苯乙烯室温同步固化IPNs的结构特征

用ＩＲ、ＤＳＣ及ＴＥＭ等手段，表征了聚醚型聚氨酯改性双酚－Ａ型环氧树脂（ＰＵＤＧＥＢＡ）／聚苯乙烯（ＰＳｔ）室温同步固化ＩＰＮ的结构。研究结果表明，所形成的固化产物，在３４２７ｃｍ－１处有强而宽的吸收，说明形成强的分子间氢键和较弱的分子内氢键。ＤＳＣ谱图只出现单一的转变，说明体系内两个组分的共混相容性较好；由于两个网络的固化速度基本同步，所形成的聚合物呈现界面较为模糊的双连续层状微相分离结构，层带宽度约１．０～２．０μｍ，层带中还有与之垂直重叠的亚片层结构，宽约０．１～０．２μｍ。

增韧环氧树脂/蓖麻油聚氨酯IPN的性能研究

研究了端羧基丁二烯-丙烯腈共聚物增韧环氧树脂(TER)与蓖麻油聚氨酯(PU)组成的互穿聚合物网络(IPN)的应力-应变行为、密度和溶胀行为。结果表明,在TER嵌段共聚物/PU(质量比)值为某一定值时,IPN表现出补强弹性体行为,它既有较高的强度,又有很高的伸长率,断裂能也达到最大值;IPN的密度高于按共混物加合法则计算的值,溶胀度则低于计算值,说明网络间存在着互穿。

丙烯酸酯、环氧树脂、聚氨酯半IPN结构性能的研究

聚酯多元醇218和二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)以预聚体法合成预聚物(A组分);另将甲基丙烯酸甲酯(MMA)和甲基丙烯酸丁酯(BMA)在70℃、偶氮二异丁腈(AIBN)引发下,在环氧树脂(E-51)内反应2h,再加入二甲硫基甲苯二胺(DMTDA),在120℃下反应2h得到扩链剂(B组分)。将A、B组分按照一定比例进行混合得到半互穿聚合物网络(IPN)结构的弹性体,考察其力学性能、耐温性能、耐水性及耐酸性。结果表明,当—NCO质量分数为7%、m(MMA+BMA)∶m(E-51)为1∶3.5、扩链剂中m(E-51)∶m(DMTDA)为1∶2.5时,试样拉伸强度最大为28.27MPa,剪切强度最大为6.25MPa;且有较好的耐水性和耐酸性。

IPN新型聚合物防腐材料的研究与应用

腐蚀给国民经济带来的损失是巨大的,因此研究一种兼有防腐、耐磨、耐温和抗渗透性能好的材料迫在眉睫,文中以聚酯、聚醚聚氨酯和环氧树脂利用IPN技术合成的IPN新型聚合物为基料,选用通过相界面技术处理的玻璃鳞片为主填料,纳米级TiO2为超细填料,利用高速分散技术,通过特定工艺合成的具有防腐、耐磨、耐温性能突出的一种新型防腐材料。同时叙述了合成原理、工艺配方、性能测试及工业应用情况。

一类 IPN 材料的抗蚀耐磨性能分析

本文从分子水平上对环氧树脂／聚氨酯（ＥＰ／ＰＵ）互穿形成的半ＩＰＮ材料的玻璃化转变温度、阻尼性能、力学性能、表面与断口形态特征进行了微相结构分析．结果表明：这类ＩＰＮ材料通过分子链的形变吸收、传递和耗散外应力，延缓了网络的疲劳破坏，因而具有良好的抗蚀耐磨性能．

聚氨酯/丙烯酸酯/环氧树脂IPNS型胶黏剂的制备

以聚氨酯(PU)、环氧树脂E-51、甲基丙烯酸丁酯(BMA)为主要原料,使其形成互穿网络聚合物(IPNS),制得一种适用于动态条件下的胶黏剂。探究了不同质量分数的NCO、环氧树脂、丙烯酸酯对胶黏剂性能的影响。经过FTIR、DMA、力学性能等测试表明:体系中形成了互穿网络;胶黏剂的剥离强度、耐热性和耐水性提高,胶黏剂对NR/SBR基材的剥离强度达到4.6kN/m。

聚氨酯改性环氧树脂/聚苯乙烯IPNs的固化动力学Ⅱ苯乙烯含量对体系固化过程的影响

用化学滴定、粘度测定等方法,研究了苯乙烯含量对聚醚型聚氨酯改性双酚A型环氧树脂(PUDGEBA)/聚苯乙烯(PSt)室温同步半-IPN's(简称SIPN's)体系固化动力学的影响。结果表明,在上述所研究的体系中,苯乙烯含量的变化对凝胶时间有着不可忽略的影响。随苯乙烯含量的增加,凝肢时间明显延长。随苯乙烯含量的变化,两个组分固化反应反应速度最大值到来的时间可以相对提前或延后,甚至达到刚好同步。对上述体系两个组分固化动力学行为的计算机拟合结果表明:在转化率≤70％时苯乙烯的固化为扩散控制,呈现自动加速机理,反应级数为2.0;PUDGEBA的固化为自动催化机理,反应级数为3.0。

环氧树脂/聚氨酯IPNs注浆材料的同步法制备及其性能研究

采用开环合成环氧树脂预聚体接枝聚氨酯,研究制备了开环环氧树脂(EP-OH)/聚氨酯(PU)同步互穿聚合物网络(IPNs)注浆材料。对复合注浆材料的结构、力学性能、蓄热性能进行了表征。结果表明,部分开环的环氧树脂可有效提高材料的力学性能,拉伸强度达到74.3 MPa,冲击强度为10.3 KJ/m^2,粘接强度最高达10.4 MPa。当EP-OH添加量为20%时,复合注浆材料的最高蓄热温度由原样的142℃降至118℃。

热塑性树脂增韧环氧树脂复合材料研究进展

为了解决环氧树脂固化导致严重脆弱,低韧性和恶劣的内冲击性缺点,在特定范围内限制适用的问题,本文通过整理近年来环氧树脂增韧的相关文献,研究了热塑性树脂的改性方法和改性后界面情况的进展,对聚砜、聚醚砜、聚醚醚酮、聚酰亚胺等热塑性树脂增韧环氧树脂研究现状进行了分析。研究发现:热塑性树脂增韧环氧树脂的共混体系从均相状态到高交联结构的固定相形态,这种转变极大程度提高了材料的性能。

端环氧基聚氨酯增韧改性环氧树脂的制备及性能研究

以聚乙二醇(PEG)和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)反应,合成端异氰酸酯基聚氨酯预聚体(NCO-PUE)。然后与缩水甘油反应制备端环氧基聚氨酯(PU-EP),再用端环氧基聚氨酯增韧改性环氧树脂(形成EP/PU材料)。采用傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)对PU-EP的结构进行表征,使用扫描电子显微镜(SEM)对冲击断面进行分析,通过差示扫描量热仪(DSC)曲线探讨EP/PU材料的热性能,并研究其力学性能。研究结果表明:随着PU-EP加入量的增多,EP/PU材料的拉伸强度降低,断裂伸长率增大,冲击强度逐渐增大,剪切强度先增大后减小;当加入量为50份时,EP/PU材料的综合性能最佳。在PU-EP含量为10~100份范围内,EP/PU材料的玻璃化转变温度随着PU-EP含量增多而降低,且降低幅度与PU-EP含量变化呈线性关系。PU-EP分子链的长度对EP材料的性能影响很大,其中拉伸强度随着PU-EP分子链的增长而逐渐降低,断裂伸长率先增大后减小,粘接剪切强度(钢-钢)先增大后减小,而冲击强度随分子链长度的增大而持续增大。

梯度互穿网络聚合物增韧环氧树脂的研究

采用梯度IPNs方法对环氧进行增韧改性,提出一种新的数学模型描述梯度材料中梯度组分的分布,并采用逐层浇筑的方法制备了不同层数的EP/PU梯度互穿网络聚合物(IPNs)材料,通过冲击强度和拉伸强度评价其对环氧的增韧结果,并与普通IPNs的增韧效果进行了对比。研究结果表明梯度层数越多,增韧效果越好,当梯度层数超过7层后,增韧效果变化不大。增韧效果最好的7层梯度IPNs使环氧的冲击强度提高约3倍,普通IPNs仅提高约2倍。

聚氨酯／环氧梯度互穿网络聚合物微观形貌及力学性能研究

设计了一种新的梯度组分分布数学模型,采用梯度因子和梯度层数控制梯度组分的分布,并采用逐层浇铸的方法制备了聚氨酯(PU)/环氧(EP)梯度互穿网络聚合物(IPNs)材料,研究了其微观形貌和力学性能。研究结果表明,随着梯度组分含量沿梯度方向的变化,不同梯度单层的相结构和断裂特性也呈现相应的变化,逐渐由分散相向连续相转变。从中心层到表面层,梯度单层的弯曲模量逐层降低,挠度逐层增大,梯度IPNs的弯曲强度和模量低于普通IPNs,抗冲击性能高于普通IPNs。

环氧/聚氨酯梯度互穿网络聚合物冲击性能研究

研究了采用梯度IPNs方法提高环氧树脂的冲击性能,设计了新型梯度组分分布数学模型描述梯度组分的分布,采用梯度因子和梯度层数控制梯度IPNs的结构变化。并采用逐层浇铸的方法制备了不同种类的环氧/聚氨酯(EP/PU)梯度互穿网络聚合物(IPNs)材料,同时对其冲击性能进行了研究。研究结果表明,梯度结构的变化对其冲击性能有所影响,梯度层数越多,梯度因子越大,梯度IPNs的冲击强度越大。在质量比相同的情况下,梯度IPNs的冲击性能要高于普通IPNs和环氧。

网间交联型增韧环氧树脂/蓖麻油聚氨酯互穿网络聚合物的动态力学性能和形态结构

以增韧环氧树脂(TEP)和蓖麻油聚氨酯[PU(CO)]形成的互穿网络聚合物(IPN),两网络间具有一定数量的交联点,在一定组成下,该IPN的tanδ-T曲线半峰宽达100℃,tanδ最大值接近1,阻尼性能良好。形态研究表明,该IPN既有增韧环氧树脂本身的两相结构,又有IPN的两相结构。

聚二甲基硅氧烷改性的聚氨酯齐聚物增韧环氧树脂

用二羟甲基丙酸对异氰酸酯封端的有机硅改性的聚氨酯预聚体进行扩链,得到异氰酸酯封端的有机硅改性的含羧基的聚氨酯齐聚物。以此齐聚物作为增韧剂接枝改性环氧树脂,用3,3′-二氯-4,4′-二氨基二苯甲烷(MOCA)进行固化,得到了聚氨酯(PU)环/氧树脂(EP)互穿聚合物网络(IPN)。用FTIR和SEM测试技术研究了IPN形成的动力学和微相分离行为;用动态力学分析(DMA)考察了不同配比下IPN的力学性能;用TGA研究了材料的热稳定性。结果表明,当PU齐聚物的质量分数为25%时,所生成材料的抗冲强度为23.58 kg/m2,玻璃态模量为1×103MPa,比纯环氧树脂的相应值分别提高了116.7%和近100%;而5%的质量热损失温度(362℃)几乎保持不变。

PU/EP互穿网络聚合物的协同效应

本文以光固化型的聚醚氨酯 (PU)与环氧树脂 (EP)为体系 ,由不同的组成比制备了一系列 PU/EP的 IPN材料 ,经力学性能测试 ,均显正协同效应 ,且协同效应的大小与聚合物网络的互穿程度有关 .而 PU/ EP交联网络结构的材料只显 PU/ EP的加和性而不显协同效应 ,从而进一步证明 IPN的协同效应源于 IPN的网络互锁环连的结构 。