磺酸型水性聚氨酯分散液的合成与性能

以聚己二酸丁二醇酯二醇、异佛尔酮二异氰酸酯、乙二胺为原料,由自制的乙二胺基乙磺酸钠为亲水性扩链剂,采用预聚体法合成磺酸型水性聚氨酯分散液。研究发现,磺酸型水性聚氨酯分散液固含量高(43.66%),稳定性大于6个月,且性能优于羧酸型水性聚氨酯分散液。     

水性聚氨酯亲水性扩链剂的研究进展

水性聚氨酯在涂料、医学、胶黏剂等领域都有着广泛的应用,而扩链剂是合成聚氨酯的一种关键原料。在扩链剂上引入某些特征基团就会对聚氨酯的性能产生一定的影响,亲水性扩链剂可以使水性聚氨酯具有良好的分散性或自乳化性能。羧酸型和磺酸型亲水扩链剂是目前使用较为普遍的阴离子型亲水扩链剂材料。该文简述了扩链剂的定义、作用以及亲水性扩链剂的种类,综述了羧酸型和磺酸型亲水扩链剂的研究进展,详细分析了磺酸型水性聚氨酯的高耐水性、高柔软性,高固含量等性能以及相比于羧酸型水性聚氨酯在各方面性能上的优势。文中还简述了非离子型亲水扩链剂和两性亲水扩链剂的研究进展,并就成本、合成路线及环保方面对亲水性扩链剂的发展趋势作了展望。     

磺酸盐型水性聚氨酯的研究进展

概述了磺酸盐型水性聚氨酯的性能特点,论述了磺酸盐型WPU的类型及其制备技术。磺酸盐亲水基团的引入方式有多种,可以通过小分子扩链剂引入,也可通过含有磺酸基团的聚酯或聚醚引入,或同时采用多种方式引入;除了磺酸盐亲水基团外,还可在水性聚氨酯的分子结构中引入羧酸基团、非离子型亲水基团等,形成混合内乳化剂,可大大提高水性聚氨酯合成过程的稳定性,并降低总亲水性基团含量,从而提高WPU的耐水性及其他性能。     

阳离子水性聚氨酯的合成与性能

采用不同聚合工艺对5种聚酯或聚醚二元醇、4种二异氰酸酯与N.甲基二乙醇胺亲水扩链剂合成阳离子水性聚氨酯进行了研究.结果表明,多元醇中加入亲水扩链剂后再加入多异氰酸酯进行加成聚合的工艺有较好的适用性,可制备稳定的阳离子水性聚氨酯.在35℃下进行水分散所得阳离子聚氨酯的乳液性能和膜力学性能好于70℃水分散的聚氨酯,其中拉伸强度最大可提高3倍以上.对不同亲水扩链剂含量和硬段含量的阳离子水性聚氨酯的研究表明,硬段含量达到30%(ω)以上时,亲水扩链剂用量增加,乳液的粒径变小,稳定性增加,聚氨酯膜的拉伸强度提高.由热性能分析可知,硬段含量达40%(ω)以上时,水性阳离子聚氨酯膜中的软、硬段有序结构被破坏,而其玻璃化转变温度在15℃以上.     

不同结构水性聚氨酯分散体的合成与性能研究

用不同结构不同分子质量的聚酯多元醇合成一系列水性聚氨酯分散体,探讨了其力学性能、黏度、粘附力和贮存稳定性,还分析了结晶性、扩链剂和硬段含量对水性聚氨酯性能的影响.结果表明,用PBA和PHA合成的水性聚氨酯具有较好的性能,适度的结晶性有利于提高粘附力,扩链交联剂在一定的比例范围才能保持分散液的稳定性,40%～46%硬段含量可以保证水性聚氨酯既有较好的力学性能和黏度,又有满足使用要求的干燥速度.     

超支化聚酯的合成及应用研究

以甲基丙烯酸甲酯与二乙醇胺反应合成出AB2型单体,引入中心核三乙醇胺,合成出了一种端羟基超支化聚酯G1.通过其在水性PU大分子链的硬段中形成交联结构,制备出了超支化水性聚氨酯(HPU)分散液,讨论了G1用量对HPU性能的影响.结果表明,与不含G1的水性PU相比,引入超支化结构后,所有的HPU膜力学性能增强,耐水性提高.     

磺酸基/羧基复合型水性聚氨酯研究进展

综述了目前国内外磺酸基/羧基复合型水性聚氨酯合成的研究进展,涉及在聚氨酯硬段中引入磺酸基/羧基(分开引入或同时引入)以及软段中引入磺酸基(磺化聚醚型软段及磺化聚酯型软段)/硬段引入羧基等途径并分析了该领域研究发展前景。     

水性涂料用非离子型聚氨酯分散剂

通过引入带有强吸附作用的锚基基团和具有较好亲水性的聚合物链段,自行开发了具有润湿和分散作用的非离子型水性聚氨酯分散剂。结合不同表面能的颜料对其进行分散试验,并给予粘度、外观、流动性及稳定性的性能评价,指出颜料与分散剂之间通过范德华力结合在一起,通过亲水链段提供的熵斥力达到有效稳定的水性涂料分散体系。     

文献题录

聚氨酯文献题录(四十五)磺酸型水性聚氨酯分散液的合成与性能.涂料工业,2010,40(8):52-55.合成革用水性聚氨酯树脂的研发现状和发展趋势.上海涂料,2010,48(8):35-38.水性双组分聚氨酯配漆配方及施工工艺对涂膜性能的影响.上海涂料,2010,48(10):1-4.植物油改性水性聚氨酯涂料的研制.上海涂料,2010,48(10):8-11.     

磺酸/羧酸盐型水性聚氨酯的合成与性能研究

以改性聚酯(PE001)、聚碳酸酯二醇(T5652)位软段,异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为硬段,以α,ω-聚丙二醇二胺-磺丙基钠盐(Poly-EPS)和二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水扩链剂,以氢化双酚A(HBPA)或己二醇(HDO)为小分子二元醇制备了高固含量磺酸/羧酸盐型水性聚氨酯树脂。研究了聚酯种类的不同以及磺酸和羧酸含量比例不同时对树脂胶膜的性能影响,原料中小分子二元醇为氢化双酚A,引入环己烷结构,提高稳定性。采用傅里叶红外光谱(FTIR)、热重分析(TGA)、透射电镜(TEM)对其结构进行表征。结果表明;所制备的水性聚氨酯树脂黏度小、固含量高,分散均匀;当混合聚酯(PE001∶T5652)比例为5∶1,总亲水扩链剂为4%(其中DMPA含量为2%左右)时,树脂稳定性良好,胶膜综合性能优异。     

磺酸盐型水性聚氨酯胶粘剂的研究

以聚己二酸-1,4-丁二醇酯(PBA)和聚丙二醇醚(PPG)为软段、N-(2-氨乙基)-2-氨基乙磺酸钠(AAS-Na)为亲水基团、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为硬段,采用丙酮法合成了磺酸盐型水性聚氨酯(WPU)分散体(PUDs),并以此作为WPU胶粘剂的基体树脂。结果表明:不同配方的PUDs乳液均具有较低的黏度(1 000 mPa.s)、较小的粒径(200 nm)、较高的固含量(≥50%)和较好的储存稳定性(180 d无沉淀),不同配方的PUDs胶膜均具有良好的耐热性(250℃以下无降解)和耐水性(吸水率4%);当w(PPG)=4%、n(HDI)∶n(IPDI)=9∶1时,PUDs胶粘剂的成品剥离强度达到最大值(13.52 N/mm),此时初期剥离强度也相对较高(2.11 N/mm)。     

磺酸型水性聚氨酯的合成及改性研究进展

介绍了磺酸型水性聚氨酯(SWPU)的合成方法及其最新的研究进展,重点从磺酸基团的引入方式上进行了分类介绍。同时简单介绍了对有机硅、有机氟、环氧树脂改性SWPU的研究进展情况,并对SWPU的发展方向做了展望。     

高固含量鞋用水性聚氨酯胶粘剂的合成

以HDII、PDI和聚己二酸-1,4-丁二醇酯为基本原料,二氨基苯磺酸钠(SDBS)和二羟甲基丙酸为内乳化剂,通过丙酮法制备出高固含量(50%以上)、不含有机溶剂和储存稳定的鞋用水性聚氨酯胶粘剂。经红外光谱分析,证实其含有磺酸基团。研究了SDBS和丙酮用量对胶粘剂性能的影响,实验结果表明,其性能达到或超过市售U-54产品。     

氨纶技术进展

介绍了近年来国外利用氨纶原料二异氰酸酯、聚多元醇、扩链剂等改性氨纶的专利技术。包括采用具有空间位阻效应的二异氰酸酯提高耐黄变性和热定型效率 ,聚多元醇分子主链中引入类似紫外吸收剂的结构单元提高耐侯性和引入短支链结构二元醇提高耐水解性 ,低不饱和度聚丙二醇的应用以降低成本 ,短支链不对称结构扩链剂应用以提高热定型效率 ,采用多种添加剂和纺丝助剂等提高氨纶物性和可纺性。并对氨纶的技术发展方向进行了探讨     

Surface characterization of plasma-derivatized polyurethanes

The use of plasma deposition to introduce sulfonate groups to the surface of a polyurethane was attempted. In previous work, the bulk incorporation of sulfonate groups was found to improve the blood contacting properties of the base polyurethane but physical properties in the hydrated state were adversely affected. Plasma deposition schemes involving ammonia and sulfur dioxide were utilized in an attempt to incorporate sulfonate groups. Surface characterization by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and contact angle measurements was used to follow polymer surface rearrangement dynamics and to address the issue of plasma chemistry specificity. Concerns of reaction specificity were alleviated by using the plasma as a pretreatment which is followed by a chemical surface derivatization.     

环氧改性水性聚氨酯涂料的合成研究

研究旨在探索水性聚氨酯的合成工艺,合成出水性聚氨酯分散体,并通过引入环氧树脂E-20,内交联剂TMP,采用小分子扩链剂BDO等,进行乳液共聚合等手段,达到对水性聚氨酯结构的交联改性,从而得出了合理配方及适宜的反应条件。当E 20含量6.0%～8.0%;DMPA加入量7.0%～8.0%;EDA用量1.0%;中和度90%～100%时,乳液性能最佳。     

含有磺酸和羧酸基团的水性聚氨酯的研究

以聚氧化丙烯二醇(N210)和2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI)为原料,通过逐步加聚反应,合成了聚氨酯预聚体;再以羧酸型亲水扩链剂二羟甲基丙酸(DMPA)和自制的磺酸型亲水扩链剂1,2-二羟基-3-丙磺酸钠(DHPA),通过扩链反应,制备了兼有磺酸盐和羧酸盐的水性聚氨酯乳液,烘干制胶膜,并对胶膜进行了红外光谱的表征以及耐水性能和力学性能的测试和分析;测定了乳液的固含量,重点研究了R值,亲水基团含量(DMPA和DHPA在预聚体中的百分含量)和DHPA在亲水基团中的含量对胶膜力学性能的影响。研究结果表明,通过逐步加聚和扩链反应,可成功地制得固含量高达70％的,兼有磺酸和羧酸的水性聚氨酯乳液;且当R值(NCO／OH)为2,亲水基团含量为5％,DHPA在亲水基团中的含量为20％时,胶膜的综合力学性能优良(断裂伸长率高达2 135％)。     

高固含量水性聚氨酯的合成及工艺研究

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚己二酸乙二醇酯(721)、聚四氢呋喃二醇(PTHF)为基本原料,以2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)和磺酸盐(HSJ)为亲水扩链剂,采用自乳化和外乳化相结合的方法合成阴离子型高固含水性聚氨酯乳液;考察了R值、聚酯/聚醚(—OH物质的量)比、DMPA、磺酸扩链剂和外乳化剂用量对乳液性能的影响。结果表明:R值为1.4,聚酯/聚醚(—OH物质的量)比为2:1,DMPA用量为1.6%,磺酸扩链剂为0.25%,外乳化剂用量为1.6%时,合成的乳液固含量可高达55%,黏度低,力学性能优异。     

Incorporation of a well-defined polyether side-chain into segmented poly(ether-urethane urea) and examination for blood-compatibility

A new method of introducing a hydrophilic polyether side chain into segmented polyurethane using a polypropylene oxide macromer with 1,3-diol at one chain-end, which behaves as chain extender, is described. In this procedure, a molecular-designed side-chain is incorporated quantitatively and directly into polyurethane biomedical elastomer. The design is also of interest to biomaterials in artificial organs.     

聚氨酯弹性体结构与耐热性能的研究

简述了聚氨酯弹性体的结构特点及近年来对聚氨酯弹性体耐热性方面的改性研究进展,包括通过改变聚合物多元醇结构,选择适当的异氰酸酯及扩链剂,在聚氨酯分子内引入杂环,加入填料,以及改变工艺条件等。