水性聚氨酯/蒙脱土复合乳液的合成及性能表征

本文通过蒙脱土插层聚合法制备了水性聚氨酯/蒙脱土复合乳液。通过单体插层于蒙脱土中,与聚氨酯聚合反应,均匀分散于水性聚氨酯中。用FTIR和TEM测试表征,观察到蒙脱土均已聚合入聚氨酯包裹。研究结果表明:当蒙脱土含量在5%左右时,该乳液涂膜具有较好的耐热性、10%分解温度比普通聚氨酯提高了大约20℃,拉伸强度和断裂强度达到最高值,分别为2.31Mpa和17.94N/mm。随着蒙脱土含量的增大,乳液粒子粒径增大,耐水性增强。蒙脱土含量达到5%时,乳液粒径为108nm,吸水率降至31.9%。     

纳米蒙脱土有机改性及其在水性聚氨酯中的应用

介绍了纳米蒙脱土的结构、有机化改性剂的种类和有机改性纳米蒙脱土的制备方法;简述水性聚氨酯-蒙脱土纳米复合材料的制备,综述了有机化蒙脱土在改性水性聚氨酯中的应用,并对该类水性聚氨酯涂料的发展趋势和应用前景进行了展望。     

蒙脱土改性水性聚氨酯的研究

以蒙脱土、甲苯二异氰酸酯、二羟甲基丙酸、聚氧化丙稀二醇为基本原料,采用插层聚合的方法制备了水性聚氨酯乳液。X-射线衍射的研究结果表明,蒙脱土以平均间距不小于4.5 nm分散在水性聚氨酯基体中。与已报道的聚氨酯弹性体/蒙脱土纳米复合材料中8%(质量分数)左右的蒙脱土最佳添量不同,在水性聚氨酯基体中蒙脱土的最佳添加量为1%(质量分数)左右,在1%(质量分数)添量时乳液涂膜的拉伸强度和断裂伸长率比对应未经改性的水性聚氨酯分别提高了34.6%、43.1%,耐水性也有所提高。     

不饱和聚酯/丙烯酸酯封端聚氨酯/改性蒙脱土复合材料的制备、结构与性能

制备了不饱和聚酯(UPR)／丙烯酸酯封端聚氨酯(ATPU)／改性蒙脱土(OMMT)复合材料，研究了其结构与性能。结果表明，ATPU／OMMT杂化物的比例与用量对UPR／ATPU／OMMT复合材料的结构与性能有很大的影响。当ATPU用量为15份、OMMT用量为2份时，复合材料的综合性能最佳。ATPU／OMMT杂化物对UPR具有增韧增强的协同效应。     

聚氨酯/有机蒙脱土纳米复合材料的结构与性能Ⅰ.水基端羟基阳离子聚氨酯改性蒙脱土

合成了一系列不同相对分子质量的水基端羟基阳离子聚氨酯(WHTCPU),用其作为插层剂对蒙脱土(MMT)进行有机改性,通过阳离子交换得到含有活性羟基官能团的有机MMT。用广角X射线衍射、傅里叶变换红外光谱、透射电子显微镜、原子吸收光谱和显微电泳法等对改性后MMT的结构、性能进行了分析表征。结果表明,经WHTCPU改性的MMT是含有活性羟基官能团的有机MMT;当NCO/OH的摩尔比为1.5/2时,MMT层间距由原来的1.264 nm扩大到2.025 nm,此时有机MMT的阳离子交换能最低;经过WHTCPU改性的MMT粒子的电性得到反转。     

水性聚氨酯/有机蒙脱土纳米复合材料的制备与性能研究

以IPDI(异佛尔酮二异氰酸酯)、PBA(聚己二酸丁二醇酯)、DMPA(二羟甲基丙酸)和OMMT(有机蒙脱土)为原料,制备了OMMT/WPU(有机蒙脱土改性水性聚氨酯)纳米复合材料。采用红外光谱(FT-IR)法、热失重分析(TGA)法等对该纳米复合材料的结构和性能进行了表征,并考察了OMMT含量对该纳米复合材料的热稳定性、疏水性和粘接性能等影响。研究结果表明:当w(OMMT)=3%(相对于WPU质量而言)时,纳米复合材料的综合性能相对最好,其热稳定性有所提高、疏水性和耐水解性(吸水率为17.67%)明显提高、初始剥离强度(1.8 N/mm)相对较大且最终剥离强度(3.5 N/mm)相对最大。     

不饱和聚酯/蒙脱土纳米复合材料制备及性能研究

通过原位聚合法制备了不饱和聚酯(UP)/蒙脱土(MMT)纳米复合材料,且研究了蒙脱土的用量对UP性能的影响.研究结果表明,采用原位聚合法可制备剥离型UP/MMT纳米复合材料,当蒙脱土的质量分数为3%时,复合体系的力学性能较UP有大幅提高.通过密度法测量复合体系的体积收缩率发现,少量蒙脱土的加入就可大幅降低UP的体积收缩率;通过DSC研究UP/MMT复合体系的固化性能发现,蒙脱土的加入可降低体系的固化温度.     

蒙脱土的有机化改性

为了改变蒙脱土的表面性质 ,用不同量的十六烷基三甲基溴化铵和十八烷基三甲基氯化铵改性蒙脱土 ,并用 X-射线衍射测量蒙脱土的层间距。     

聚氨酯/蒙脱土纳米复合材料性能研究

将聚氨酯的单体插层于蒙脱土中 ,经过多元醇与异氰酸酯的聚合反应制备聚氨酯 /蒙脱土纳米复合材料。研究结果表明蒙脱土纳米材料不仅提高了聚氨酯的模量 ,同时又使其强度不下降 ,密度不增大。     

聚氨酯/蒙脱土纳米复合材料制备及其性能研究

本文采用蒙脱土纳米材料改性聚氨酯，得到了理想的预期效果。通过单体插层，聚氨酯的单体可插层于蒙脱土中，经过多元醇与异氰酸酯的聚合反应制备了聚氨酯／蒙脱土纳米复合材料。用蒙脱土纳米材料改性聚氨酯，研究结果表明：蒙脱土纳米材料不仅提高了聚氨酯的模量，同时又使其强度不下降，密度不增大，这是加入其他刚性粒子所达不到的。同时探讨了聚氨酯／蒙脱土纳米复合材料之所以具有这些优良的力学性能的理论依据。     

全氟烷基侧链改性阳离子水性聚氨酯的制备与应用研究

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚四氢呋喃二醇(PTMG1000)、1,4-丁二醇(BDO)、N-甲基二乙醇胺(MDEA)、三羟甲基丙烷(TMP)等为主要原料,通过全氟乙基辛醇(FEOH)封端改性,制备了含全氟烷基侧链的阳离子含氟水性聚氨酯乳液。通过红外光谱(FTIR)、热重分析(TG)对其结构与膜性能进行了表征,并且将其作为纸张防水防油剂用于表面施胶,对处理后纸张表面的水和液体石蜡接触角及纤维形态进行了研究。结果表明,聚氨酯分子链中的全氟烷基成膜时产生了较大取向作用,含氟基团向空气/聚合物界面伸展,有明显的"趋表"现象,这有利于形成低能表面,对聚合物内部分子形成了很好的保护作用,使涂膜具有较高的耐热降解性能。当表面施胶质量分数为0.3%时,纸张即可达到优异的防水防油效果,水接触角达到134.7°,液体石蜡接触角达到119.2°。     

高固含量阳离子水性聚氨酯的性能研究

以聚酯二元醇为软段、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和N-甲基二乙醇胺(N-MDEA)为主要原料,采用丙酮法合成了高固含量(约50%)的CWPU(阳离子水性聚氨酯),并着重探讨了N-MDEA含量、软段种类对该CWPU的基本性能、结晶性能、力学性能和粘接性能等影响。结果表明:当w(N-MDEA)=5.5%～7.0%(相对于预聚体质量而言)时,可制得稳定的高固含量CWPU;软段的结晶性越好,高固含量CWPU的力学性能和粘接性能越高;当软段为聚己二酸己二醇酯(PHA)时,相应高固含量CWPU的邵A硬度(84)、拉伸强度(55 MPa)和剥离强度(初始剥离强度、24 h剥离强度为68.2、90.4 N/25 mm)相对最大,可作为胶粘剂使用。     

阻燃OMMT/WPU纳米复合材料的制备及性能研究

采用端羟基聚丁二烯（HTPB）剥离层状有机蒙脱土（OMMT）为纳米片层,并与异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、二羟甲基丙酸（DMPA）等单体通过原位聚合法制备了OMMT纳米片改性的水性聚氨酯（OWPU）纳米乳液及胶膜。利用小角XRD、TEM、DLS、EDS、TGA、LOI、CONE以及SEM对样品的结构和性能进行了表征。结果表明,HTPB剥离的OMMT纳米片的衬度均匀,完整性较好;改性后OWPU的乳液粒径增大,胶膜的弹性模量、热稳定性、抗熔滴性和阻燃性能均得到明显地改善,其中弹性模量可提高59.4%,热释放速率峰值可降低36.9%;燃烧炭渣表面形貌显示,瓦片状蒙脱土相互穿插形成了具有团簇结构的蒙脱土覆盖层。     

紫外光固化碳纳米管改性水性聚氨酯涂膜

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚乙二醇(PEG400)、2,2-双羟甲基丙酸(DMPA)和甲基丙烯酸-2-羟乙酯(HEMA)为主要原料,合成光固化水性聚氨酯丙烯酸酯预聚体,以三乙醇胺中和后,原位引入经浓硝酸处理过的碳纳米管(CNTs),制备了光固化水性聚氨酯碳纳米管复合乳液(WPU/CNTs),加入光引发剂后交联固...     

纳米SiO_2改性水性聚氨酯乳液的制备及性能研究

以硅烷偶联剂(KH-550)作为纳米二氧化硅(nano-SiO2)的表面处理剂,以甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚醚二元醇(N-220)、二羟甲基丙酸(DMPA)和nano-SiO2等为主要原料,制备nano-SiO2改性WPU(水性聚氨酯)乳液。着重探讨了DMPA的加料方式、DMPA和nano-SiO2用量等对WPU乳液稳定性、粒径分布、耐水性和力学性能等影响。结果表明:采用先加入DMPA后扩链的加料方式,可制得外观及稳定性均较好的WPU乳液;当w(DMPA)=5%、w(改性nano-SiO2)=2.0%时,WPU乳液及其胶膜的综合性能较好。     

Preparation of cationic polyurethane and its application to acrylic fabrics

The cationic aqueous polyurethane (CAPU) coatings were prepared by reacting isophoron diisocyanate with quaternized diethanolamine (DEA) and poly(ethylene glycol) of two different molecular weights (M_n = 600 and 1000 g/mol; CAPU₆₀₀ and CAPU₁₀₀₀). The quaternization of DEA and the formation of cationic polyurethane were investigated by Fourier transform infrared analysis. The pilling resistance and the antimicrobial property of the coated acrylic fabric were also studied. Obtained results showed that the pilling resistance of the treated fabrics increased with the increase in the concentration of the used CAPU. The acrylic fabrics treated with CAPU₁₀₀₀ shows higher value of pilling resistance, even at lower concentration in comparison with CAPU₆₀₀. The higher the curing temperature is, the higher the pilling resistance, fabric roughness, and yellowness of the treated acrylic fabrics are. The untreated fabric showed no antimicrobial property, while the treated fabrics with CAPU showed superior antimicrobial properties. © 2011 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci, 2011     

OMMT／WPU复合乳液的制备及其性能研究

采用超声辅助法制备了有机蒙脱土/水基聚氨酯(OMMT/WPU)复合乳液,采用透射电镜(TEM)、红外(FT-IR)、X-射线衍射(XRD)、激光粒度仪等对复合乳液及材料进行了分析及性能测试.结果表明,OMMT在WPU乳液中得到较好的分散,并与聚氨酯(PU)大分子间有强烈的相互作用;WPU中加入OMMT有助于提高PU硬段微区的结晶性和微相分离的程度;随着OMMT含量的增加,OMMT/WPU复合材料的耐水性、拉伸强度先增加后下降,伸长率降低,OMMT的质量分数为1.0%时,OMMT的剥离程度最好,复合材料的综合性能最佳.     

(长链)脂肪胺聚氧乙烯醚(PAE)型阳离子水性聚氨酯乳液的制备和性能

以脂肪胺聚氧乙烯醚(PAE)替换部分聚己二酸新戊二醇酯(POL7112)为软段,甲苯-2,4-二异氰酸酯(TDI)为硬段,合成了系列侧链含长链烷基与主链嵌入聚醚结构(EO)的阳离子聚氨酯乳液。通过红外(FTIR)、粒径、力学性能、热重分析(TGA)、吸水率及接触角等测试对乳液及胶膜进行分析。研究发现,在PU大分子中引入PAE,热稳定性明显提高;当PAE烷基碳链增长,断裂伸长率显著增大,拉伸强度有所减小;随着PAE用量的增加及其分子中EO加合度的增大,乳液粒径变小,稳定性增强,胶膜的亲水性显著提高。     

聚氨酯改性不饱和聚酯的徽观结构与性能

利用与天然纤维具有良好亲和性的聚酯聚氨酯(PU)改性不饱和聚酯(UP),通过扫描电镜（SEM）、傅里叶红外光谱（FT-IR）、接触角和力学性能等,研究了改性不饱和聚酯的微观结构、反应程度和主要性能.研究结果表明,引入PU提高了不饱和聚酯树脂的韧性,增加了与天然纤维的界面浸润性,降低了不饱和聚酯树脂的固化收缩率.所得改性不饱和聚酯的冲击断裂截面表现为韧性断裂;与天然纤维的接触角随着聚氨酯添加量的增加而降低,表明改性不饱和聚酯与天然纤维的浸润性增强.力学性能测试表明,当PU含量为5%时,其冲击强度可提高80%,弯曲模量降低小于20%,固化收缩率低于4%.     

双子阳离子表面活性剂改性蒙脱土的制备与表征

合成了新型双子阳离子表面活性剂Gemini-16,并用其对钠基蒙脱土进行改性。红外光谱(FTIR)、热重(TGA)分析表明,Gemini-16已插层到蒙脱土片层间。X射线衍射(XRD)表明,改性后蒙脱土层间距从1.47 nm增加到3.48 nm。分散性实验表明,经Gemini-16改性的蒙脱土在液体石蜡中表现出很好的相容性和分散性,改性效果优于目前常用的CTAB处理效果,更有利于聚合物单体进入蒙脱土层间形成聚合物/蒙脱土纳米复合材料。