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％)。     

含有磺酸基团的水性聚氨酯的制备及性能

采用预聚体合成法,以二羟甲基丙酸(DMPA)和自制1,2-二羟基-3-丙磺酸钠(DHPA)为亲水扩链剂制备一系列含有磺酸基团的水性聚氨酯微乳液。利用FTIR对DHPA和聚氨酯的结构进行表征,证实了目标产物DHPA的生成,并作为亲水扩链剂引入PU链上。研究结果表明,随着DHPA含量增大,乳胶粒平均粒径从139.31 nm减小至57.75 nm,且粒径分布宽度变窄,胶膜的拉伸强度由43.0 MPa增加至55.7 MPa,断裂伸长率从361%增加至430%。TEM照片显示,乳液分散均匀,形貌规整,呈圆球状。乳液表观黏度随着剪切速率增加而下降,呈假塑性流体特征。     

基于NaOH中和剂制备羧酸型水性聚氨酯及其性能分析

以二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水扩链剂，与异佛尔酮二异氰酸酯、聚己二酸-1,4-丁二醇酯二醇等反应合成聚氨酯预聚体，以NaOH为中和剂，制备了一系列羧酸型水性聚氨酯(WPU)。通过观察乳液外观，测试乳液的粒径和离心稳定性及胶膜的傅里叶变换红外光谱(FTIR)、力学性能、水接触角和吸水率，探究了DMPA含量对基于NaOH中和剂的水性聚氨酯性能的影响。结果表明，采用NaOH作为中和剂制备稳定的WPU乳液，并且，随着预聚体中亲水基团含量的增加，乳液的平均粒径和胶膜的水接触角逐渐减小，水性聚氨酯膜的拉伸强度逐渐增大，当亲水基团含量为1.1%时，WPU乳液粒径为43.95 nm,胶膜拉伸强度为51.85 MPa。     

基于羧酸-磺酸盐的聚氨酯乳液的制备及性能研究

以二羟甲基丙酸(DMPA)和1,2-二羟基-3-丙磺酸钠(DHPA)为亲水扩连剂制备含有磺酸基团的水性聚氨酯微乳液。利用傅立叶变换红外光谱(FT-IR)对DHPA和水性聚氨酯的结构进行表征,证实了目标产物DHPA的生成,并作为亲水扩链剂引入PU链上。研究表明,随着DHPA含量增大,乳胶粒平均粒径减小,粒径分布宽度变窄。聚氨酯乳液呈假塑性流体特征。所制得的聚氨酯表面活性剂对丙烯酸单体具有良好的乳化性能,可用于乳液聚合中。     

磺酸型水性聚氨酯乳液制备工艺的研究

以聚氧化丙烯二醇(N210)和2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI)为原料.以自制的磺酸型亲水单体1,2-二羟基-3-丙磺酸钠(DHPA)作为扩链剂,制备r磺酸型水性聚氨酯乳液;通过性能测试,研究了R[n(-NCO):n(-OH)]值、DHPA含量对乳液及胶膜力学性能的影响,并通过红外光谱对产物的结构进行了表征.结果表明,随着R值的增大,乳液的黏度下降.胶膜的拉伸强度增大,断裂伸长率下降;当R=2时,随着DHPA含量的增加,乳液的平均粒径变小,乳液的稳定性逐渐增强,胶膜的拉伸强度逐渐增大,断裂伸长率则先增大后减小;当DHPA含昔为5%时,胶膜的力学性能最佳;性能测定表明:采用分散和中和同时进行的方式,制备的水性聚氨酯乳液综合性能较好.     

磺酸-羧酸型水性聚氨酯的制备及性能研究

采用预聚体合成法,以二羟甲基丙酸(DMPA)和自制1,2-二羟基-3-丙磺酸钠(DHPA)为亲水扩连剂制备一系列含有磺酸基团的水性聚氨酯微乳液。利用FTIR对DHPA和PU的结构进行表征,证实了目标产物DHPA的生成,并作为亲水扩链剂引入PU链上。研究表明：随着DHPA含量增大,乳胶粒平均粒径逐渐减小,粒径分布宽度变窄;TEM照片显示,乳液分散 均匀,形貌规整,呈圆球状。乳液表观黏度随着剪切速率增加而下降,呈假塑性流体特征。     

高固含量羧酸/磺酸盐型水性聚氨酯乳液的合成

以聚己二酸-1,4-丁二醇酯(PBA)和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为原料,以乙二胺基乙磺酸钠(AAS)和二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水扩链剂制备了高固含量羧酸/磺酸盐型水性聚氨酯乳液。聚氨酯薄膜经红外光谱分析证实聚氨酯分子中含有磺酸基团。系统研究了—NCO/—OH物质的量比(R值)、DMPA含量和AAS含量对乳液及胶膜性能的影响。研究结果表明:当R值为1.6、DMPA含量为0.8%～1.0%、AAS含量为3.5%时,获得的乳液和胶膜的综合性能最佳。     

磺酸型亲水单体扩链制备水性聚氨酯的研究

以聚氧化丙烯二醇（N210）和2,4-甲苯二异氰酸酯（TDI）为原料,以自制的磺酸型亲水单体1,2-二羟基-3-丙磺酸钠（DHPA）作为扩链剂,制备了磺酸型水性聚氨酯乳液;研究了R（NCO/OH）值、DHPA含量对乳液及胶膜力学性能的影响,通过红外光谱对产物的结构进行了表征。结果表明,随着R值的增大,乳液的黏度下降,胶膜的拉神强度增大,断裂伸长率下降;同时,当R为2时,随着DHPA的增加,乳液的平均粒径变小,乳液的稳定性逐渐增强,胶膜的拉伸强度逐渐增大,断裂伸长率则先增大后减小。当DHPA为5％时,胶膜的力学性能最佳。     

磺酸/羧酸型高固含量水性聚氨酯的制备及其性能

以二羟甲基丙酸(DMPA)、A95氨基磺酸钠(固含量50%)为扩链剂,将羧基和磺酸基团同时引入到聚氨酯分子中,合成了一系列磺酸/羧酸型高固含量水性聚氨酯(ZW1~ZW4),研究了磺酸基用量对水性聚氨酯性能的影响。利用傅里叶变换光谱仪、X射线衍射仪对合成的水性聚氨酯进行检测,结果表明反应按照预期路线进行。乳液性能测定结果表明,随着磺酸基用量的增加,乳液固含量增大,粒径减小且分布变宽,Zeta电位由-44.5 m V降低到-62.7 m V,但耐酸稳定性有所下降。胶膜性能测定结果表明,随着磺酸基的增加,胶膜的断裂伸长率由2 100%增加到2 800%,抗张强度从28 MPa下降到14 MPa,结晶度增大。此外,耐热性和耐水性都有所下降。     

采用磺酸型亲水单体作为扩链剂制备水性聚氨酯的研究

以聚醚二元醇(N210)和2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI)为原料,以自制的磺酸型亲水单体1,2-二羟基-3-丙磺酸钠(DHPA)作为扩链剂,制备了磺酸型水性聚氨酯(WPU)乳液;研究了R值[即R=n(-NCO)/n(-OH)]、DHPA含量对WPU乳液及其胶膜力学性能的影响,并对产物的结构进行了红外光谱(FT-lR)表征.研究结果表明,随着R值的增大,WPU乳液粘度下降,胶膜的拉伸强度和硬度增大、断裂伸长率和吸水率下降;随着DHPA含量的增加,WPU乳液的稳定性逐渐增强、粒径变小且粒径分布变窄,WPU胶膜的拉伸强度增大、断裂伸长率则呈先增后降的趋势;当R=2.0、wDHPA)=5%时,WPU的综合性能最好.     

环氧树脂改性阳离子型水性聚氨酯的合成

为了提高水性阳离子聚氨酯涂膜的耐水性和力学性能,以异佛尔酮二异氰酸酯、聚醚二元醇、一缩二乙二醇、环氧树脂E-51、N-甲基二乙醇胺为主要原料,采用丙酮法合成出环氧树脂改性的阳离子聚氨酯乳液。研究了反应条件和配方对乳液及胶膜性能的影响。通过引入环氧树脂得到的涂膜耐水性大大提高。     

丙烯酸酯改性水性聚氨酯乳液的制备及性能研究

采用物理共混和核-壳聚合法制备了丙烯酸酯改性水性聚氨酯(PU/PA,PUA)乳液,并对不同改性方法制得的乳液进行了研究。通过红外(FTIR)、透射电镜(TEM)、差示扫描量热(DSC)、热重分析(TGA)、耐水性和力学性能测试等研究了丙烯酸酯改性聚氨酯乳液及涂膜的结构与性能。结果表明具有核-壳结构的PUA乳液涂膜耐水性、耐热性和固含量较水性聚氨酯(PU)有明显的提高,力学性能稍有下降;PUA综合性能优于PU/PA。     

Structure and properties of casting films blended with starch and waterborne polyurethane

A series of casting films blended from starch and waterborne polyurethane (STPU) in aqueous solution were prepared. The structure and properties of the films were investigated by infrared spectroscopy, ultraviolet spectroscopy, scanning electron micrography, strength test, thermogravimetric analysis, and different scanning calorimetry. The results showed that the tensile strength and modules of air‐dried STPU blend films increased with the increase of starch content, while elongation decreased. When starch content was in the range from 80 to 90 wt %, the blend films showed significantly higher tensile strength, breaking elongation, water resistivity, and light transmittance than that of pure starch film, resulting from the miscibility between starch and waterborne polyurethane. Moreover, the STPU films containing 90 wt % starch have higher thermal stability than pure waterborne polyurethane film, and their light transmittance was close to the polyurethane, due to the existence of a strong intermolecular hydrogen bonding between starch and polyurethane. © 2001 John Wiley & Sons, Inc. J Appl Polym Sci 79: 2006–2013, 2001     

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。     

利用FRET技术探究水性聚氨酯成膜过程中粒子间分子链相互扩散过程

以芘丁酸与缩水甘油为原料,合成了芘丁酸甘油单酯,作为二羟扩链剂,成功制备了含有荧光能量共振转移（ FRET）功能的荧光探针的水性聚氨酯。将含有荧光探针聚氨酯与常规水性聚氨酯混合成膜,采用稳态荧光光谱测试涂膜,计算荧光共振能量转移效率,追踪成膜过程中粒子间分子链扩散的过程。采用这种技术研究了水性聚氨酯成膜过程,研究发现：粒径、成膜温度、交联度对成膜过程粒子间分子链相互扩散有非常大的影响。     

硅烷偶联剂改性水性聚氨酯的研究

由甲苯二异氰酸酯与聚醚多元醇、二羟甲基丙酸反应制得聚氨酯预聚体，加入2种硅烷偶联剂，分别进行混合和反应改性，得到一系列硅烷偶联剂改性的聚氨酯水分散体，并对其进行粘度、拉伸强度、剥离强度、吸水性的测定等研究。结果表明，硅烷偶联剂能以较高浓度改性水性聚氨酯，改性后的分散体稳定，初始涂膜质量好，吸水性降低，力学性能也得到改善。     

Preparation of a Polyhydric Aminated Lignin and Its Use in the Preparation of Polyurethane Film

In this paper, a polyhydric aminated lignin containing both amino and hydroxyl groups was prepared by hydroxylation and amination. The temperature, the reaction time, and the composition of the reaction mixture were found to have a significant influence on the extent and rate of the hydroxylation and amination reactions. Under the optimum reaction conditions, the content of aliphatic hydroxyls in lignin increased from 1.74 to 4.73%. The amine groups, mainly primary amine groups, were also introduced into the product, which lead to the nitrogen content increased from 0.64% to 4.58%. The performances of polyurethane film containing polyhydric aminated lignin (ALPU) were significantly improved compared with those of polyurethane film using soda lignin (LPU). The polyhydric aminated lignin replaced more polyol components in polyurethane (PU) film production. The maximum tensile strength of ALPU film was about 1.7 and 4.6 times of LPU film and PU film, respectively. The thermal stability of PU was also improved because of the addition of polyhydric aminated lignin, while the thermal stabilities of ALPU film and LPU film had similar performance.     

可紫外光固化聚氨酯乳液的合成与性能研究

对可紫外光固化的芳香族水分散性聚氨酯的合成与性能进行了初步的探讨。利用聚醚多元醇，甲苯二异氰酸酯和丙烯酸羟丙酯合成了稳定的可紫外光固化的水分散和性聚氨酯乳液。发现随着光照时间延长和丙烯酸羟丙酯用量的增加，所得聚氨酯薄膜的拉伸强度增加，断裂伸长率下降，在有机溶剂中的溶胀度也下降。