HDI/IPDI对水性聚氨酯及胶膜性能的影响

采用预聚体分散法制备了一系列固含量为50%的水性聚氨酯(WPU),并通过傅里叶红外光谱(FT-IR)、粒径分析仪、X射线衍射(XRD)、差示扫描量热分析(DSC)、拉力试验机等仪器进行表征,研究了HDI/IPDI摩尔比对WPU的乳液性能和胶膜结晶性能、力学性能、耐水性能,以及基材EVA/PVC粘接性能的影响,分析了不同摩尔比的HDI/IPDI和粘接时间与WPU胶黏剂对EVA/PVC粘接性能的关系。研究发现,随着HDI/IPDI摩尔比增加,水性聚氨酯的乳液性能、软硬段的结晶性都得到提高,而胶膜拉伸强度呈先增大后减小的趋势,断裂伸长率则先减小后增大。所有WPU胶膜都有很好耐水性,胶膜吸水率都在5.0%（质量）以下。粘接实验结果表明,WPU胶黏剂对EVA/PVC具有优异的粘接性能,24 h后可对基材产生界面破坏,随着HDI/IPDI摩尔比增加,胶黏剂的粘接强度增大。当HDI/IPDI=7∶1时,水性聚氨酯的综合性能最好。     

聚醚型水性聚氨酯胶黏剂的研究

以聚醚二醇、二异氰酸酯和二羟甲基丙酸(DMPA)为基本原料制备了一种稳定的聚醚型阴离子水性聚氨酯胶黏剂.探讨了通过改变NCO/OH的摩尔(R)比例,交联剂三羟甲基丙烷(TMP)及DMPA含量对乳液性能、贮存稳定性、体系力学性能、耐水性和粘接性的影响.结果表明:随着R值的增加乳液的性能变差;随着COOH%的增加,胶膜的吸水性逐渐增大,但吸水性随着R值或交联剂用量增加而减小;R值或COOH%发生变化,T剥离强度也跟着发生变化;交联剂能提高剥离强度,含量为0.81%为最佳.所以当NCO/OH=2.5、COOH%=1.28～1.55、TMP%=0.81～1.63时,合成的水性聚氨酯胶黏剂样品性能最佳.     

氨基硅烷偶联剂对改性水性聚氨酯乳液性能的影响

分别以氨基硅烷偶联剂KH550为封端剂和扩链剂对水性聚氨酯预聚体进行改性,然后对改性后的预聚体进行乳化,得到KH550改性水性聚氨酯乳液。研究KH550的用量对乳液的稳定性、粒径以及表观黏度的影响。研究结果表明:随着KH550用量增加,封端和扩链改性的WPU乳液冻融稳定性逐渐提高,储存稳定性变差,离心稳定性和稀释稳定性依然较好,粒径变大,表观黏度也有所增大。     

功能化石墨烯改性无胺型水性聚氨酯的制备

以聚己内酯二元醇(PCL)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)为主要原料,合成水性聚氨酯-丙烯酸酯乳液(WPUA)预聚体。将偶联改性的纳米SiO_2与氧化石墨烯进行接枝后,与聚氨酯-丙烯酸酯乳液预聚体进行原位聚合,用自乳化法制备了经功能化石墨烯改性的无胺型水性聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液(SiO_2-NH_2-GO/WPUA),对功能化石墨烯的用量进行讨论,并对其复合乳液、胶膜结构及性能进行测试。与水性聚氨酯-丙烯酸酯(WPUA)相比,SiO_2-NH_2-GO/WPUA具有更好的耐温性及胶膜性能,当氧化石墨烯接枝SiO_2(SiO_2-NH_2-GO)质量分数为0.75%时,复合乳液胶膜较未改性乳液胶膜相比,热分解温度提高14.51℃;拉伸强度提高到81.28 MPa;该复合乳液配制的胶黏剂在铝箔/PVC薄膜的T-剥离强度达到15.4 N;易氧化物含量指标符合药品包装容器标准,表明该水性聚氨酯胶黏剂适用于医药包装。     

硅烷偶联剂对层压复合用WPU胶粘剂的改性研究

采用异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚己二酸丁二醇酯二元醇(PBA)、二羟甲基丙(DMPA)、硅烷偶联剂(KH550)等原料制备了层压复合用水性聚氨酯胶粘剂(WPU),考查了KH550用量对其性能的影响。结果表明,随着KH550用量的增加,WPU乳液黏度增加,稳定性变差;经KH550改性的WPU,胶膜的耐水性优于未改性者,胶膜的力学性能和复合薄膜T型剥离强度也得到提高。     

复合薄膜用双组分水性聚丙烯酸酯型聚氨酯胶黏剂的制备

丙烯酸酯型双组分水性聚氨酯胶黏剂以其性能优异、抗老化、无毒无污染、低成本等优势而成为复合薄膜用胶黏剂的发展方向之一。利用丙烯酸酯类单体通过预乳化法合成了聚丙烯酸酯乳液为主剂、以水溶性多异氰酸酯为固化剂的丙烯酸酯型双组分复合薄膜用水性聚氨酯胶黏剂。讨论了功能性单体丙烯酸-B-羟乙酯（HEA）对丙烯酸酯乳液的黏度、胶膜吸水性及胶黏剂T剥离强度等性能的影响。结果表明：当HEA含量为0．64％时胶黏剂性能较好。     

氨基硅油微乳液改性水性聚氨酯的合成和性能

合成了水性聚氨酯乳液和氨基硅油(AEAPS)微乳液改性水性聚氨酯乳液,研究了两种水性聚氨酯的性能及在织物上的涂层效果。结果表明,当氨基硅油相对于聚丙二醇的质量百分比为8.18%时,有机硅改性水性聚氨酯乳液的离心稳定性好,乳液胶膜表面硅原子的质量分数为0.92%;该有机硅改性水性聚氨酯软段相与硬段相的微观相分离增大,乳液胶膜的耐水性能和热稳定性提高;该有机硅改性水性聚氨酯乳液作为织物涂层剂时,可以赋予织物柔软、滑爽的风格。     

聚醚型水性聚氨酯胶黏剂的研究

以聚醚二醇、二异氰酸酯和二羟甲基丙酸(DMPA)为基本原料制备了一种稳定的聚醚型阴离子水性聚氨酯胶黏剂。探讨了通过改变NCO/OH的摩尔(R)比例,交联剂三羟甲基丙烷(TMP)及DMPA含量对乳液性能、贮存稳定性、体系力学性能、耐水性和粘接性的影响。结果表明:随着R值的增加乳液的性能变差;随着COOH%的增加,胶膜的吸水性逐渐增大,但吸水性随着R值或交联剂用量增加而减小;R值或COOH%发生变化,T剥离强度也跟着发生变化;交联剂能提高剥离强度,含量为0.81%为最佳。所以当NCO/OH=2.5、COOH%=1.28~1.55、TMP%=0.81~1.63时,合成的水性聚氨酯胶黏剂样品性能最佳。     

氨基硅烷偶联剂对改性水性聚氨酯胶膜性能的影响

采用氨基硅烷偶联剂(KH550)对水性聚氨酯预聚体进行封端,制备有机硅改性的水性聚氨酯。进一步将其乳化、成膜,采用溶解法研究水性聚氨酯胶膜的耐水性和耐溶剂性。用热重分析(TGA)、动态热机械分析(DMA)以及拉伸性能测试研究了KH550的用量对聚氨酯胶膜力学性能的影响。结果表明:KH550的加入可以有效改善聚氨酯胶膜的耐水性和耐溶剂性;增强聚氨酯胶膜的热稳定性,热分解温度由289.8℃提高到315℃;同时也能提高聚氨酯胶膜的机械性能与拉伸强度。     

阴离子型水性聚氨酯的合成及其性能研究

以聚醚二元醇（N220）和甲苯二异氰酸酯（TDI）为主要原料,以二羟甲基丙酸（DMPA）为亲水扩链剂,1,4-丁二醇（BDO）和乙二胺（EDA）为小分子扩链剂,三乙胺（TEA）为中和剂制备一系列不同配方组成的水性聚氨酯乳液。研究亲水扩链剂含量对乳液及其胶膜性能的影响。结果表明：DMPA的含量在4%~8%之间可获得比较稳定的乳液。随着DMPA含量的增加,乳液的粒径逐渐减小,粒径分布变窄,胶膜的吸水率增加,拉伸强度增大,断裂伸长率减小。综合考虑,DMPA的含量为6%时,胶膜性能较好。DSC分析表明,随着DMPA含量的增加,水性聚氨酯微相分离的程度增大。扫描电子显微镜（SEM）测试,可以清楚看到分布均匀的纳米水性聚氨酯球形粒子。     

硬段含量对水性聚氨酯性能的影响

以聚酯多元醇、二羟甲基丙酸(DMPA)、甲苯二异氰酸酯(TDI)和1,4-丁二醇(BDO)为主要原料,合成了阴离子型WPU(水性聚氨酯),并着重探讨了聚氨酯(PU)分子链中硬段含量对其性能的影响。结果表明:随着PU分子链中硬段含量的不断增加,硬段的Tg(玻璃化转变温度)上升,但软段的Tg呈先升后降态势,WPU的外观由半透明泛蓝光转变为乳白色不透明(稳定性变差),并且WPU的黏度、耐水性和T型剥离强度均呈先升后降态势;当WPU中w(硬段)=22.79%时,相应WPU的综合性能相对最好,用其胶接聚酰胺(PA)/聚丙烯(PP)复合薄膜的T型剥离强度达到0.488 kN/m。     

改性椰壳粉／PVC复合材料结构和性能的研究

研究了偶联剂改性椰壳粉的种类及用量、椰壳粉的质量分数对椰壳粉／PVC复合材料性能的影响,并用扫描电镜（SEM）观察了拉伸断面。结果表明：硅烷偶联剂KH-550质量分数为2％时效果较好,拉伸强度提高了12．6％,冲击强度提高了30．6％;经过硅烷偶联剂KH-550改性,能增大椰壳粉填充质量分数,提高复合材料的维卡软化点温度,改善了椰壳粉纤维在PVC基体中分散性和相容性。     

The Film Properties of Waterborne Polyurethane Modified by Epoxidized Soybean Oil and Styrene

The waterborne polyurethane (WPU) modified by epoxidized soybean oil (ESO) and styrene (St) (WPU-ESO-St) was synthesized by free-radical emulsion polymerization using styrene (St) as a monomer, and azodiisobutyronitrile (AIBN) as initiator. The research on the mechanical properties of the film showed that with the increasing of the [NCO]/[OH] ratio, the contents of ESO, DAAM and the St, the tensile strength increased, and elongation at break decreased. The surface morphology of the film was characterized by atomic force microscopy (AFM). The glass transition temperature (Tg) of the film was characterized by differential scanning calorimetry (DSC) analysis.     

蓖麻油/硅烷双重改性水性聚氨酯黏合剂

以聚醚二元醇(N220和N240)和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为主要原料,二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水扩链剂,三羟甲基丙烷(TMP)、蓖麻油(CO)和有机硅烷(KH-550)为交联剂,合成了CO/KH-550双重改性WPU(水性聚氨酯)黏合剂。探讨了m(N220)∶m(N240)比例、CO和KH-550用量对WPU黏合剂及其涂料印花织物性能的影响。结果表明:当R=n(-NCO)/n(-OH)=1.4、w(CO)=5%、m(N220)∶m(N240)=2∶1和w(KH-550)=4%时,CO/KH-550双重改性WPU黏合剂的耐水性较好,其涂料印花织物的摩擦牢度及皂洗牢度均明显高于未改性WPU,并且织物手感较柔软。     

透明聚酯型水性聚氨酯的制备与性能研究

聚酯型WPU(水性聚氨酯)具有较高的力学强度和粘接强度,但是其较高的结晶性会导致胶膜透明性较差。以聚丙二醇(PPG)、聚己二酸丁二醇酯二醇(PBA)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、2,2′-二羟甲基丙酸(DMPA)和1,4-丁二醇(BDO)等为原料,制备PPG改性聚酯型WPU。研究结果表明:PPG改性聚酯型WPU的黏度适中,储存稳定性良好;随着PPG含量的不断增加,WPU胶膜的透明性因结晶受阻程度增大而变好,相应胶粘剂的T型剥离强度和拉伸强度下降,而断裂伸长率升高;当w(PPG)=10%～20%时,相应WPU胶粘剂的透明性、T型剥离强度(≥1.97 N/mm)、拉伸强度(≥14.7 MPa)和断裂伸长率(≥421%)俱佳。     

PVC/粉煤灰复合板的性能研究

分别针对粉煤灰表面改性剂的种类、改性剂的用量以及粉煤灰的含量,对聚氯乙烯(PVC)/粉煤灰复合板性能的影响开展了研究.结果表明:在KH550、KH560、KH570、钛酸四丁酯和硬脂酸钙几种表面改性中,只有KH550同时使PVC/粉煤灰复合板的拉伸强度、断裂伸长率和冲击强度增大.而KH550质量分数为1.5%时,复合板的综合力学性能最好,拉伸强度、断裂伸长率和冲击强度分别增加了32.5%、28.3%和55.8%.此外,粉煤灰质量分数为10%时,复合板的综合力学性能最好,拉伸强度、断裂伸长率和冲击强度分别增加了2.2%、33.3%和69.3%.     

Preparation of waterborne polyurethane adhesives based on macromolecular-diols containing different diisocyanate

ABSTRACT

Three different macromolecular diols were synthesized by the reaction of Poly(1,4-butanediol adipate) diol (PBA) and diisocyanate (Isophorone diisocyanate (IPDI), Hexamethylene diisocyanate (HDI) and Methylene-bis(4-cyclohexylisocyanate)(HMDI)) at the ratio of 2:1. Based on these macromolecular diols, waterborne polyurethane (WPU) adhesives were prepared. The structure and molecular weights of the WPU were characterized by Nuclear magnetic resonance spectroscopy (¹H NMR), Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) and Gel permeation chromatography (GPC) respectively. Furthermore, the hydrogen bonding interaction of WPU were analyzed by the deconvolution FTIR spectra. The results showed that the hydrogen bonded NH was increased when carbamate was in the soft segment. The crystallinity of WPU was tested by X-ray diffraction (XRD) and Differential scanning calorimetry (DSC). The results showed that the crystallinity of WPU2 (HDI) and WPU3 (HMDI) were enhanced, especially for WPU2. Meanwhile, the Tg,s as well as the mechanical strength, storage modulus, the contact angle and thermo-stability were increased with the introduced carbamate into soft segment. The T-peel tests of plasticized PVC/WPU/plasticized PVC joints and lap-shear tests of wood/WPU adhesive/wood joints were carried out. The results indicated that the carbamate in the soft segment could significantly enhance the adhesion of WPU at an appropriate activation temperature.     

PVC/竹片木塑复合材料制备工艺

以竹片为原料,复合聚氯乙烯(PVC)薄膜,通过热压–冷压工艺制备了新型PVC木塑复合材料。通过改变热压时间、热压温度和PVC添加量,研究了不同工艺条件下所制备的PVC木塑复合材料的力学性能和界面性质。实验结果表明,制备厚度为1 cm,面积为10 cm2的木塑复合材料的最佳加工工艺为:在180℃的热压温度下热压时间750 s,PVC添加量为0.3 g。加入硅烷偶联剂KH550可以有效提高PVC木塑复合材料的力学性能和界面相容性,在最佳加工条件下加入KH550为1%时,材料的胶合强度为1.212 MPa。     

水性聚氨酯的结晶动力学参数及其在鞋用胶黏剂的应用

以聚己二酸1,4-丁二醇酯（PBA）、六亚甲基二异氰酸酯（HDI）和异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）为主要原料,制备了不同软段分子量和不同硬段含量的水性聚氨酯（WPU）乳液。采用DSC技术表征了WPU胶膜在非等温和等温条件下的结晶行为,并以莫志深方程和Avrami方程为模型,对WPU胶膜的结晶行为进行了研究。WPU胶膜的非等温结晶动力学分析结果表明,随着WPU相对结晶度的增加,非等温结晶动力学参数F（T）增大,说明适当提高活化温度可提高WPU胶黏剂的结晶速率和初黏强度;WPU胶膜的等温动力学分析结果表明,不同软段分子量和不同硬段含量的WPU胶膜的等温结晶动力学参数t_1/2与相应WPU胶黏剂的开放时间存在对应关系,即t_1/2较大者,相应WPU胶黏剂的开放时间较长。