海藻酸钙/水性聚氨酯共混物制备及性能表征

制备不同比例的海藻酸钙/水性聚氨酯复合膜,研究了海藻酸钙用量对水性聚氨酯膜阻燃性能的影响。结果表明,海藻酸钙可以改善水性聚氨酯膜的阻燃性能,随着海藻酸钙含量增加,膜的拉伸强度增加,断裂伸长率下降。当海藻酸钙质量分数为20%时,复合膜的氧指数为26.5%,拉伸强度由纯聚氨酯膜的1.0 MPa增加到15.8 MPa,断裂伸长率为456%。     

烷羟基聚醚型有机硅/水性聚氨酯嵌段共聚物的制备及表征

以聚醚、二羟甲基丙酸(DMPA)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为主要原料,采用自乳化法合成了水性聚氨酯乳液,并使用一种三官能度烷羟基聚醚型有机硅为主要原料,制备出少量交联的、耐水性优异的嵌段型水性有机硅聚氨酯。考察了聚醚型有机硅用量对乳液稳定性、乳胶膜耐水性及拉伸性能的影响。结果表明,乳液的稳定性良好,乳胶膜的耐水性明显提高,拉伸强度增加;当有机硅在预聚体中的质量分数为1.4%时,乳胶膜的耐水性、拉伸性能最佳,且乳胶膜的柔顺性明显。     

无助溶剂水性聚氨酯的制备及相关性能研究

以2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)和1,4-丁二醇(BDO)为原料,制备了一种低熔点扩链剂(LMCE)。通过差示扫描量热和广角X射线衍射分析,研究了不同DMPA/BDO物质的量比对LMCE熔点和晶体结构的影响。以异佛尔酮二异氰酸酯和LMCE为硬段、分别以分子量为1 000、2 000和3 000的聚ε-己内酯二醇为软段,制备了一系列无助溶剂水性聚氨酯。通过粒径分析、差示扫描量热、动态力学分析和力学性能测试等,研究了所制备水性聚氨酯的结构与性能。结果表明:随着DMPA/BDO物质的量比的减小,LMCE的熔点逐渐降低,结晶度下降;随着软段分子量的增加,水性聚氨酯的乳液粒径先减小后增大,微相分离程度和软段结晶性提高;力学性能测试结果表明软段分子量的增加可以提高水性聚氨酯的拉伸强度和断裂伸长率。     

三乙胺用量对水性聚氨酯树脂性能的影响

以TDI、N2 1 0、DMPA为基本原料 ,三乙胺作中和剂 ,用丙酮法合成了水性聚氨酯乳胶 (WPU)。探讨三乙胺用量 (中和度 )对水性聚氨酯乳胶 (WPU)性能的影响。发现 :三乙胺用量增加 ,乳胶粒径减小 ,粘度增大 ,有利于乳胶稳定 ;乳胶膜的Tgs向低温移动 ,胶膜吸水率增大 ,抗张强度增大 ,断裂伸长度缩小。     

聚碳酸酯型水性聚氨酯胶粘剂的合成及其性能研究

以甲苯二异氰酸酯、聚碳酸酯二元醇、2,2-二羟甲基丙酸等为原料合成了聚氨酯预聚体,通过KH-792[N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷]对其进行双氨基扩链,并中和乳化合成PCDL-WPU(聚碳酸酯型水性聚氨酯)胶粘剂。研究结果表明:随着KH-792加入量的增加,制备的水性聚氨酯乳液凝胶温度最高可达89℃,乳液粒径变大,胶膜的吸水率降低;当加入w(KH-792)=2%(相对于水性聚氨酯乳液总质量而言)时,扩链的乳胶膜失重5%,分解温度最高可达271℃;当加入w(KH-792)=3%时,乳胶膜拉伸强度最高可达14.2 MPa,断裂伸长率呈下降趋势。     

聚磷酸铵阻燃型水性聚氨酯的阻燃性能

以聚碳酸酯二醇、异氟尔酮二异氰酸酯为原料,添加不同用量的聚磷酸铵(APP),制备了一系列阻燃水性聚氨酯。UL-94测试表明,随着APP添加量的增大,水性聚氨酯的阻燃性逐渐增大。锥形量热仪测试表明,随着APP含量从0%增加25%,水性聚氨酯的点燃时间由29 s延长到45 s,最大热释放速率(HRR)由413.2 k W/m2降低到314.3 k W/m2。热重测试表明,水性聚氨酯膜的热稳定性随着APP含量的增加而逐渐升高,当APP为25%时,热稳定性最好。力学性能测试表明,随着APP含量的增加,涂膜的拉伸强度及断裂伸长率逐渐下降。综合考虑以上因素,阻燃水性聚氨酯中聚磷酸铵的适宜用量为20%。     

聚硅氧烷改性光固化水性聚氨酯的制备与性能研究

以不同比例聚碳酸酯二元醇（PCD）和羟基封端的聚二甲基硅氧烷（PDMS）为软段,制得光固化水性聚氨酯乳液毒研究表明：聚硅氧烷的引入量为8（wt）％时,能显著提高聚氯酯膜杨氏模量、邵氏硬度、拉伸强度,而断裂伸长率变化不大,同时膜表面疏水性增强、吸水率降低,膜的透光率下降,但仍具有较高的透明性,并且涂膜在PC板上有很好的附着力。     

聚醚型硅油改性水性聚氨酯的制备与性能研究

以异佛尔酮二异氰酸酯、聚四氢呋喃醚二醇、二羟甲基丙酸、聚醚型硅油等为原料制备了硅改性水性聚氨酯(PUDS)。采用红外光谱、透射电镜等对PUDS乳液及其涂膜进行了结构表征和性能测试,结果表明:有机硅有效地接枝在水性聚氨酯分子链上,涂膜耐水性显著提高,乳液稳定性良好,随着聚醚型硅油用量的增加,涂膜拉伸性能呈微弱下降趋势,当硅油用量为2%时,拉伸强度为16.7 MPa,断裂伸长率为753.7%,断裂强度15.8 MPa,综合性能优良。     

DMPA含量对不同软段结构水性聚氨酯性能的影响

以聚酯多元醇、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和二羟甲基丙酸(DMPA)为主要原料,采用预聚体分散法合成了一系列具有不同软段结构的水性聚氨酯(WPU)。研究结果表明:随着DMPA掺量的不断增加,WPU的稳定性提高、黏度增大、粒径减小且粒径分布变窄,WPU胶膜的拉伸强度在一定范围内增大、断裂伸长率降低、水接触角减小和耐水性下降,并且软段微区的结晶性能降低。     

水性聚氨酯的无溶剂合成

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚醚二元醇、二羟甲基丁酸(DMBA)或二羟甲基丙酸(DMPA)为基本原料,采用无溶剂法合成水性聚氨酯分散液(WPU),并提出临界分子量(Mn c)的概念,指导并实现水性聚氨酯的无溶剂合成。结果表明:引入适量的亲水单体并控制预聚体分子量低于临界分子量,可制得粘度较低、易于分散的预聚体,从而实现水性聚氨酯的无溶剂合成。临界分子量在1 800~2 400 g/mol变化,与亲水单体用量、软段结构和是否含有少量溶剂有关;随亲水单体用量增大或加入少量溶剂,临界分子量有所增大。合适的亲水单体用量约为4.0%;当亲水单体用量过低时,亲水性不足,分散液稳定性差;当亲水单体用量过高时,PU膜吸水率偏高。与少溶剂法相比,采用无溶剂法有利于降低PU膜的吸水率、提高其拉伸强度和100%模量。     

软段对水性聚氨酯木器涂料性能的影响

合成了系列水性聚氨酯乳液,研究了低聚物多元醇种类及分子量不同对水性聚氨酯涂料性能的影响。结果表明:聚酯型水性聚氨酯随着软段分子量的增大结晶程度增加,机械强度和硬度较聚醚型高,耐水性较好;结构规整,易结晶的软段合成出的聚氨酯树脂力学性能和耐水性能都较好;而有机硅氧烷改性可以提高聚氨酯材料的耐水性。     

PBA/MDI体系聚氨酯弹性体力学性能的研究

采用二步法以聚己二酸丁二醇酯(PBA)、4,4-′二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)和二元醇1,4-丁二醇(BDO)或混合扩链剂(二元醇和三元醇)合成了聚氨酯(PU)弹性体。研究了软段相对分子质量、预聚体-NCO质量分数和扩链剂对聚氨酯弹性体力学性能的影响。实验结果表明:PBA相对分子质量大,PU断裂伸长率和冲击弹性好;PU硬度、撕裂强度和模量随预聚体-NCO相对质量分数增加而增加;弹性体的交联密度过高,硬度和撕裂强度下降。     

TIPA/BDO扩链的聚氨酯弹性体力学性能的研究

以聚酯(PEA、PEPA)或聚醚(PTMG)和TDI为原料合成聚氨酯(PU)预聚体,用三异丙醇胺(TIPA)和1,4-丁二醇(BDO)的混合物作扩链剂制备PU弹性体。讨论了软段相对分子质量、弹性体交联点相对分子质量和扩链剂的种类对PU弹性体性能的影响。结果表明,PU弹性体的硬度、拉伸强度、300%模量和撕裂强度随软段相对分子质量的增加而下降,而伸长率和冲击弹性随软段相对分子质量的增加而增加;交联点相对分子质量为6600时,PTMG2000为软段的PU弹性体的拉伸强度最高,达到28.44MPa;与TMP/BDO扩链的聚酯型PU弹性体相比,TIPA/BDO扩链的弹性体的拉伸强度、伸长率和撕裂强度均较高,而硬度、300%模量和冲击弹性差异不大。     

1,3-丁二醇对PTMG/MDI体系聚氨酯弹性体力学性能的影响

以纯4,4′-二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）MDI-100、液化MDI（C-MDI）、MDI-50和四氢呋喃均聚醚（PTMG）为原料合成聚氨酯（PU）预聚体,再分别与KD和KC扩链剂制备PU弹性体。研究了1,3-BDO含量、异氰酸酯类型、预聚体NCO基含量、聚醚软段相对分子质量对PU弹性体力学性能的影响。结果表明,提高1,3-BDO含量可使PU弹性体的硬度、撕裂强度和冲击弹性明显下降;纯MDI弹性体综合力学性能最好,液化MDI次之,MDI-50最差;提高预聚体NCO基含量可使弹性体的硬度、300%定伸应力和撕裂强度明显提高,拉断伸长率和冲击弹性则下降;软段相对分子质量为1000时,PU弹性体的300%定伸应力、拉伸强度和撕裂强度均增加;软段相对分子质量为1800以上,拉断伸长率和冲击弹性增加。     

化学交联对PPDI基聚碳酸酯型聚氨酯结构和性能的影响

用熔融预聚物法合成了以对苯二异氰酸酯（PPDI）、1,4-丁二醇（BDO）以及三羟甲基丙烷（TMP）为硬段,聚碳酸酯二醇（PCD）为软段的PPDI基聚碳酸酯型聚氨酯弹性体（PCU）,研究了交联剂TMP用量对其结构与性能的影响。结果表明,随着TMP含量的增加,拉伸强度和断裂伸长率显著提高,并伴随压缩永久变形的明显下降;随着交联密度增加,羰基的有序氢键化程度由23 %下降至5 %,软段相的玻璃化温度由-33 ℃升高到-17 ℃,表明PCU中软硬段相之间的微相分离程度减小;当TMP含量小于40 %时,PPDI基PCU具有良好的耐热性和动态性能。     

水性聚氨酯链段序列分布对乳液固含及性能的影响

通过改变预聚加料顺序,采用"拼接软段"的方法,合成了一系列总体成分相同而链段分布不同的水性聚氨酯乳液。着重研究了乳化过程相反转完成时乳液的固含变化,进而对乳液的黏度、粒径、分子量以及乳液表干速度进行测试,藉此分析链段分布对乳液粒子结构和性质的影响。结果表明,适度地改变软硬段在聚氨酯主链上的相对分布,能有效提升水性聚氨酯乳液的固体含量,其机理是增加软硬段平均长度,使它们更容易各自聚集,因此乳化时乳液粒径增大,而且羧基更多迁移到粒子的壳层,使得粒子内部水分较少,表干速度大大加快。     

Mechanical and thermal properties of functionalized multiwalled carbon nanotubes and multiwalled carbon nanotube–polyurethane composites

Multiwalled carbon nanotube (MWNT)–polyurethane (PU) composites were obtained by an in situ polycondensation approach. The effects of the number of functional groups on the dispersion and mechanical properties were investigated. The results showed that the functionalized MWNTs had more advantages for improving the dispersion and stability in water and N,N′‐dimethylformamide. The tensile strength and elongation at break of the composites exhibited obvious increases with the addition of MWNT contents below 1 wt % and then decreases with additions above 1 wt %. The maximum values of the tensile strength and elongation at break increased by 900 and 741%, respectively, at a 1 wt % loading of MWNTs. Differential scanning calorimetry measurements indicated that the addition of MWNTs resulted in an alteration of the glass‐transition temperature of the soft‐segment phase of MWNT–PU. Additionally, new peaks near 54°C were observed with differential scanning calorimetry because of the microphase‐separation structures and alteration of the segment molecular weights of the hard segment and soft segment of PU with the addition of MWNTs. © 2009 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci, 2009     

Effect of polymer architecture and hard/soft segment ratio on the surface morphology and mechanical properties of polyurethane films for potential orthodontic treatment

In this study, polyurethane (PU) films are prepared by using 1,4-butanediol and trimethylolpropane as chain extender and crosslinking agent, respectively. A series of prepolymers are synthesized by varying the feeding molar ratios of methylene diisocyanate to polytetramethylene ether glycol, which are hard and soft segments, respectively. The influence of polymer architecture, chemical composition, and artificial saliva treatment on the surface morphology and mechanical strength of PU films are studied. The crosslinking polymer architecture and higher content of hard segment correlates with enhanced tensile strength and less decrease of tensile strength in the condition of artificial saliva, but reduced elongation at break. The in vitro cytotoxicity study demonstrates that PU films have excellent cytocompatibility.     

The effects of soft segments on the physical properties and water vapor permeability of H12MDI-PU cast films

This research was based on the study of the effects of H₁₂MDI-1, 4BD PU soft segments on the physical properties and water vapor permeability of films cast from solvent evaporation or wet coagulation method. The soft segments studied included polyether, polyester, and polycaprolactone polydiols. The NCO/OH mol ratios of prepolymer were prepared by 2, 3, 4, 5, and 8, respectively. The chain lengths of the soft segments used were: PTMG of molecular weights 650, 1000, 2000, and 2900; PBA of 1000, 2000, and 3000. The results revealed that the polyether-based PU cast films had lower T_gs than the polyester-based PU films. In general, the polyether-based PU films shows the characters of higher water vapor permeability, lower breaking elongation, and higher breaking strength. Films with higher molecular weight soft segments in the polymer chains exhibited lower T_gs, lower breaking strength, higher breaking elongation, and higher water vapor permeability. As the hard segment contents were increased, the films exhibited higher T_gs. Films with higher hard-segment ratios had the highest breaking strength but the water vapor permeability, on the other hand, became lower. Films cast from the solvent evaporation method had higher breaking strength and higher breaking elongation but lower water vapor permeability than films cast from the wet coagulation method. © 1994 John Wiley & Sons, Inc.     

聚醚型聚氨酯性能的影响因素

采用不同种类的聚醚多元醇、二异氰酸酯和扩链剂为原料合成聚氨酯,讨论了聚醚多元醇的相对分子质量、二异氰酸酯的结构、软硬段比例、二异氰酸酯指数、扩链剂种类及用量对聚氨酯性能的影响。结果表明：采用高相对分子质量的聚醚,聚氨酯的定伸强度、拉伸强度和撕裂强度下降,断裂伸长率提高;聚氨酯的性能随硬段含量的增加而提高;异氰酸酯指数控制在1.01~1.03左右;扩链剂链长越短,聚氨酯的微相分离程度和力学性能越好;聚氨酯性能随1、4-丁二醇用量的增加而提高,达到一定用量时反而下降。