聚酯型聚氨酯乳液的合成及性能

以异佛尔酮二异氰酸酯（ IPDI）、六亚甲基二异氰酸酯（HDI）和聚己二酸 1,4-丁二醇酯二醇（ PBA）为主要原料制备系列水性聚氨酯乳液（ WPU）。采用红外光谱仪、差式扫描量热仪、 X-射线衍射仪、电子拉力机等对 WPU进行结构表征;为了从聚集状态上对聚氨酯结晶性有更深层次的探究,对 WPU进行了定伸情况下的测试。结果显示：随着硬段含量的增加,硬段 -软段间的氢键相互作用减小,微相分离程度增加,结晶性能降低;随着伸长率的增加,氢键相互作用和结晶性能都表现出先减小后增大的趋势。当硬段含量为 14. 73%时,聚氨酯胶膜拉伸强度达到 40. 11 MPa,剥离强度为 93. 7 N/（25 mm）。     

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。     

PTMG／TDI型聚氨酯弹性体的制备及力学性能研究

以聚四氢呋喃醚二醇（PTMG）、2,4-甲苯二异氰酸酯（TDI）、3,3’-二氯-4,4’-二胺基二苯甲烷（MOCA）或3,5-二甲硫基甲苯二胺（E-300）为主要原料,采用预聚体法合成浇注型聚氨酯弹性体（PUE）。分析了预聚体NCO基含量、PTMG软段相对分子质量、两种扩链剂以及扩链系数对PUE力学性能的影响。结果表明,随着预聚体NCO基含量增加,PUE的硬度、拉伸强度、300％定伸应力和撕裂强度提高,扯断伸长率下降,扯断永久形变发生微小变化;随着软段相对分子质量的不断提高,PUE的硬度、拉伸强度、300％定伸应力和撕裂强度缓慢下降,而扯断伸长率和扯断永久形变升高;在其它条件相同时,扩链剂E-300与MOCA相比,综合力学性能较好。     

不同软段热塑性聚氨酯弹性体的合成及性能研究

以聚己二酸丁二醇酯二醇(PBA)、聚己内酯二醇(PCL)、聚碳酸酯二醇(PCDL)和聚四亚甲基醚二醇(PTMG)作为软段,采用一步法制得4种热塑性聚氨酯弹性体(TPU)。通过FTIR、电子拉力试验机、DSC、TGA和DMA分析研究了软段结构对TPU的物理机械性能、热性能和动态力学性能的影响。结果表明,在软段分子量和硬段含量相同时,PTMG-TPU和PCL-TPU较PBA-TPU和PCDL-TPU具有较低的硬度、模量、压缩永久变形和较高的弹性。PBA-TPU和PTMG-TPU显示较高微相分离程度和热稳定性;PCDL-TPU则显示较高的相混合程度。在低于玻璃化转变温度(Tg)时其储能模量降低次序为PCDL-TPUPBA-TPUPCL-TPUPTMG-TPU,Tg增大的次序为PTMGTPUPCL-TPU≈PBA-TPUPCDL-TPU。     

高透明聚氨酯脲弹性体的制备与性能

以聚四氢呋喃醚二醇（PTMG）为软段，4,4’-二环己基甲烷二异氰酸酯（HMDI）和异佛尔酮二胺（IPDA）为硬段，采用预聚体法制备四种高透明的聚氨酯脲（PUU）弹性体。对PUU弹性体进行红外光谱、紫外光谱、力学性能、热学性能和流变性能等测试。结果表明：四种透明PUU弹性体均为无定型结构，在450 nm处紫外透过率均高于89.8%。随着硬段含量的增加，PUU弹性体的硬度、100%定伸模量和拉伸强度均增加，而断裂伸长率下降。PUU-2.7的硬度、100%定伸模量和拉伸强度分别达到92.5、18.3 MPa和53.7 MPa。PUU-1.5试样只有一个玻璃化转变温度，微相分离程度最低。硬段含量的增加，使PUU弹性体硬段间氢键作用增强，微相分离程度增大。     

粒料法合成聚氨酯分散体及性能的研究

以聚四氢呋喃二醇(PTMG)为软段,异氟尔酮二异氰酸酯(IPDI)和1,4-丁二醇(BDO)为硬段,二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水单体,采用粒料法合成了聚氨酯离子聚合物粒料,制备了固含量为40%的聚氨酯分散体(PUD),研究了亲水含量和硬段含量对分散体性能及其胶膜性能的影响。PUD的ζ电位处于30~60 mV,黏度小于1100 mPa s。随着亲水含量增加,平均粒径减小,粒径分布变窄,黏度升高;硬段含量增加,平均粒径增大,粒径分布变宽,黏度降低。透射电镜显示,溶胶粒子呈大小不一的球形结构。PUD胶膜吸水率在3.15%~6.67%。力学性能测试表明硬段含量增加,断裂伸长率降低,拉伸强度增强。DMA测试显示胶膜出现相分离,有硬段和软段两个玻璃化转变温度。随着硬段含量增加,相分离程度提高,软段玻璃化温度降低,硬段玻璃化温度升高。     

软段对聚氨酯弹性体耐介质及力学性能影响的研究

分别以聚四氢呋喃二醇(PTMEG)、聚己二酸丁二醇酯二醇(PBA)、聚己内酯二醇(PCL)或聚碳酸酯二醇(PCDL)为软段原料,4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯和1,4-丁二醇为硬段原料,采用预聚体法合成了不同软段、相同软段含量的热塑性聚氨酯弹性体(TPU)。研究了软段类型对TPU力学性能和耐介质性能的影响。结果表明,聚醚型TPU具有更高的断裂伸长率和弹性回复率,聚酯型TPU具有更高的硬度、拉伸强度和撕裂强度;在100℃下热老化70 h均具有很好的性能保持率;TPU耐70℃和100℃热水老化的优劣顺序为PCDL型PTMEG型、PCL型PBA型;耐100℃液压油优劣顺序为PCDL型PTMEG型PCL型PBA型,仅PCDL型TPU能在120℃液压油中长期使用。     

软段结构对聚氨酯弹性体性能的影响

分别以聚四氢呋喃二醇(PTMG)、聚己内酯二醇(PCL)、高顺式端羟基聚丁二烯(HTPB)和自由基聚合制得的端羟基聚丁二烯(FHTPB)为软段,采用溶液聚合两步法制得了四种聚氨酯弹性体(PUE)。通过拉伸试验、动态力学性能分析(DMA)、差示扫描量热(DSC)和热重分析等手段,考察了软段结构对它们室温及低温下力学性能、热性能等的影响。结果表明,四种PUE低温(-30℃)下的拉伸强度和断裂伸长率均大于室温下的对应值。这不仅与低温下软段诱导结晶所产生的自增强效应有关,也与软、硬两段的微相分离程度增大有关。相较于其他三种PUE,HTPB-PUE软段不仅玻璃化温度(Tg)最低,而且极性也最弱,因而微相分离程度高,具有优异的柔性,-30℃下其断裂伸长率仍达660%以上。PCL-PUE和PTMG-PUE因软段易结晶,且软段与硬段的微相分离程度低,则刚性强。低温循环拉伸试验表明,-30℃下HTPB-PUE和FHTPB-PUE有较强的弹性恢复能力,而PCL-PUE和PTMG-PUE则相对较差。DSC和DMA结果显示HTPB-PUE的Tg远低于其他三种PUE,其Tg(DSC)低至-103℃。此外,四种PUE的初始分解温度十分相近,均在270℃左右。     

以小分子二醇为扩链剂的聚氨酯弹性体的制备及性能

采用小分子二醇为扩链剂制备了具有不同性能的聚氨酯弹性体（PUE）材料,研究了小分子二醇用量对聚氨酯弹性体性能的影响。结果表明：对于数均相对分子质量（^-Mn）为2000的聚酯多元醇CMA-24和聚己内酯多元醇PCL-220N而言,随着小分子二醇用量的增加,所合成的PUE断裂伸长率下降,硬度及100％或300％定伸强度增加,玻璃化转变温度（Tg）升高,阻尼因子tanδ最大值越来越低;对于^-Mn为3000的聚酯多元醇CMA-66而言,随着小分子二醇用量的增加,所合成的PUE的硬度、断裂伸长率下降,当小分子二醇（乙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇（HDO））与CMA-66的物质的量比为1：1及2：1时,所制得PUE有2个Tg峰,当比值为3：1及4：1时,Tg为1个峰。当HDO与CMA-66的物质的量比由1：1增大到4：1时,所制PUE由完全不透明转变为透明。     

聚碳酸酯二醇型热塑性聚氨酯弹性体的制备与性能

以聚碳酸酯二醇(PCDL)为软段、4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)/1,6-己二醇(HG)为硬段,经两步法制备了不同硬段含量的PCDL型热塑性聚氨酯弹性体,即聚碳酸酯聚氨酯(PCU); 考察了硬段含量对PCU的力学性能、结晶性能、流变性能及耐热性能的影响。结果表明,随着硬段含量的增加,PCU的拉伸强度、定伸应力及邵尔A硬度均增大,扯断伸长率减小,当硬段质量分数为40%时,PCU的拉伸强度高达28.82 MPa,300%定伸应力为21.46 MPa,扯断伸长率为382%,邵尔A硬度为85。随着硬段含量的增加,PCU的结晶能力增强,耐热性能提高。PCU具有典型的假塑性流体特征。     

IPDI基浇注型聚氨酯弹性体性能的研究

采用不同品种的多元醇与异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）反应合成了浇注型聚氨酯弹性体,研究了不同多元醇结构对IPDI型聚氨酯弹性体性能的影响;用红外光谱表征了聚氨酯弹性体的结构,并对其进行了力学性能、动态性能和耐溶剂性能测试。结果表明,聚酯多元醇（Pol-2456）的聚氨酯弹性体力学性能最好;聚醚和聚酯型聚氨酯弹性体在较高温度下tan8值仍然保持在0．4左右,可以作为阻尼材料;端羟基聚丁二烯的聚氨酯弹性体的动态性能最好,峰值为0．715（-60．4℃）,-10℃以下,tanδ值基本保持在0．2左右,且具有好的耐溶剂性。     

邻接交联型聚氨酯弹性体的制备和性能

以端羟基聚丁二烯-丙烯腈(HTBN)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、扩链剂2,4/2,6-二氨基-3,5-二甲硫基甲苯(DMTDA)为原料,加入化学交联剂过氧化二异丙苯(DCP)和助交联剂N,N-间苯撑双马来酰亚胺(HAV-2)制备出不同硬段含量、不同交联密度的聚氨酯弹性体(PUE),研究了硬段含量、交联密度和温度对PUE结构与性能的影响。结果表明,当NCO质量分数为9%,HVA-2加入量为1.5%时,邻接交联型PUE综合力学性能最优。邻接交联型PUE的热稳定性得到明显提高。随着HVA-2的加入,损耗因子tanδ减小。     

软段结构对脂肪族聚氨酯弹性体的结构与性能影响

分别采用聚丙二醇(PPG)、聚四氢呋喃二元醇(PTMG)、聚己二酸一缩二乙二醇三羟甲基丙烷酯多元醇(726)和聚己二酸新戊二醇酯二元醇(756)4种不同软段制备了基于异佛二酮二异氰酸酯(IPDI)的脂肪族聚氨酯弹性体(PUE),并通过FT-IR、DSC和TGA等表征了软段结构对PUE结构与性能的影响。结果表明,在相同硬段含量的条件下,PTMG制备的PUE具有最高的交联密度和最低的氨酯羰基氢键化程度。聚酯型PUE的耐热性和热氧老化性能均优于聚醚型PUE,由756合成的PUE具有最好的老化性能和热稳定性。     

PTMEG型聚氨酯弹性体的力学性能研究

以相对分子质量1000的聚四氢呋喃醚二醇(PTMEG)为软段,甲苯二异氰酸酯(TDI)和固化剂为硬段制备聚氨酯弹性体(PUE).探讨了制备原理,并研究了固化剂、稀释剂和固化条件对弹性体力学性能的影响.     

Incidence of the polyol nature in waterborne polyurethane dispersions on their performance as coatings on stainless steel

Three waterborne polyurethane dispersions derived from polyester, polyether and polycarbonate diols with molecular weight of 1000 Da were synthesized by the acetone method and used as coatings on stainless steel 304 plates. The properties of the dispersions and the polyurethane films were influenced by the polyol nature. The polyurethanes obtained with polyether or polyester showed higher degree of phase separation between the soft and the hard segment. The higher adhesive strength under shear stresses was obtained in the joints produced with the waterborne dispersion obtained with polycarbonate diol. The properties of the polyurethane coating obtained with polycarbonate diol on stainless steel 304 were significantly higher as compared with the others. Improved performance of coatings obtained with polycarbonate diol was ascribed to the higher polarity of the carbonate groups that contributed to additional hydrogen bond formation between soft segments with respect to those obtained with polyether or polyester     

三官能度聚醚型聚氨酯弹性体的力学性能研究

以三官能度的聚醚多元醇、1,4-丁二醇和二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)为主要原料合成了聚氨酯弹性体。研究表明,硬段质量分数超过50%以后,伸长率降低,交联时间对聚氨酯(PU)弹性体整体的力学性能影响不大。在保持异氰酸酯指数为1.0和MDI含量不变的条件下,把1,4-丁二醇和聚醚多元醇的羟基摩尔比提高到1.50:0.33,材料的力学性能最佳。随着交联时间的增加,拉伸强度及硬度先增大后减小,伸长率呈减小的趋势。     

多元醇复配制备耐黄变聚氨酯丙烯酸酯复合乳液

以异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、混合多元醇、甲基丙烯酸甲酯（MMA）为主要原料合成了脂肪族聚氨酯丙烯酸酯复合乳液。混合多元醇由聚碳酸酯二醇（PCDL）、聚四亚甲基醚二醇（PTMEG）、聚醚二醇（N220）以不同比例复配而成。重点探讨了PCDL与N220、PTMEG与N220及PTMEG与PCDL复配比例对乳液、胶膜性能的影响。实验发现,当PTMEG与N220以相同质量比复配且控制硬段含量在60％时,得到贮存稳定性好,胶膜硬度高、耐水、耐溶剂性能好、耐黄变性优异的PUA复合乳液。     

Thermoplastic polyurethane elastomers based on polycarbonate diols with different soft segment molecular weight and chemical structure: Mechanical and thermal properties

A series of thermoplastic polyurethane elastomers based on polycarbonate diol, 4,4′‐diphenylmethane diisocyanate and 1,4‐butanediol was synthesized in bulk by two‐step polymerization varying polycarbonate diol soft segment molecular weight and chemical structure, and also hard segment content, and their effects on the thermal and mechanical properties were investigated. Dynamic mechanical analysis termogravimetric analysis, differential scanning calorimetry, Fourier transform infrared‐attenuated total reflection spectroscopy and mechanical tests were employed to characterize the polyurethanes. Thermal and mechanical properties are discussed from the viewpoint of microphase domain separation of hard and soft segments. On one hand, an increase in soft segment length, and on the other hand an increase in the hard segment content, i.e., hard segment molecular weight, was accompanied by an increase in the microphase separation degree, hard domain order and crystallinity, and stiffness. In phase separated systems more developed reinforcing hard domain structure is observed. These hard segment structures, in addition to the elastic nature of soft segment, provide enough physical crosslink sites to have elastomeric behavior. POLYM. ENG. SCI., 2008. © 2007 Society of Plastics Engineers     

环氧硅油改性聚氨酯弹性体的制备与表征

以2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚氧化丙烯醚二醇(PPG-1000)为主要原料,以环氧硅油为改性剂,以3,3'-二氯-4,4'-二氨基二苯甲烷(MOCA)为扩链剂,制备了一系列硅油改性聚氨酯弹性体(PUE),并对试样进行了红外光谱、力学性能和耐热老化性能测试.结果表明,添加环氧硅油的PUE的力学性能变差,但老化后的...