聚硅氧烷改性水性聚氨酯的合成及其表面性能

以聚氧化丙烯二醇(PPG)、双羟基亲水性聚硅氧烷多元醇(UC3667)为软段,异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、1,4-丁二醇(BDO)、二羟甲基丙酸(DMPA)、乙二胺(EDA)为硬段,制备了一系列聚硅氧烷改性水性聚氨酯(WPUs)。用DLS和FTIR表征了水性聚氨酯乳液粒径和膜结构。通过热重分析、拉伸测试、接触角测试、XPS对水性聚氨酯胶膜的性能进了测定。结果表明:随着聚硅氧烷加入量的增多,水性聚氨酯膜拉伸强度先增大后减小;且聚硅氧烷的加入提高了水性聚氨酯膜的热稳定性、断裂伸长率、接触角,降低了水性聚氨酯膜的表面能。当聚硅氧烷质量分数为5.0%时,胶膜表面的硅迁移量达到饱和,表面能为27.27 mJ/m~2。     

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。     

海藻酸钙/水性聚氨酯共混物制备及性能表征

制备不同比例的海藻酸钙/水性聚氨酯复合膜,研究了海藻酸钙用量对水性聚氨酯膜阻燃性能的影响。结果表明,海藻酸钙可以改善水性聚氨酯膜的阻燃性能,随着海藻酸钙含量增加,膜的拉伸强度增加,断裂伸长率下降。当海藻酸钙质量分数为20%时,复合膜的氧指数为26.5%,拉伸强度由纯聚氨酯膜的1.0 MPa增加到15.8 MPa,断裂伸长率为456%。     

基于柠檬酸架构的水性光固化环氧-聚氨酯的制备与性能研究

用甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)与一水合柠檬酸反应生成柠檬酸酯,然后将其与环氧树脂E-51或者甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)反应,利用环氧开环形成的仲羟基将环氧树脂引入到聚氨酯的主链中,制备了基于柠檬酸架构的水性光固化环氧-聚氨酯。采用纳米粒度仪、光学接触角仪、电子拉力机等对胶膜的结构与性能进行了测试。研究了环氧树脂E-51或GMA的加入对聚氨酯胶膜的耐水性、力学性能、硬度、水接触角、热稳定性的影响。结果表明:随着E-51和GMA的加入,乳液粒径逐渐增大、分布变宽,胶膜热稳定性增强、吸水率大幅度降低、接触角增加;胶膜的拉伸强度和断裂伸长率大幅度增大。     

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。     

侧链含氟聚丁二烯型水性聚氨酯的制备及性能研究

在合成端羟基聚丁二烯(HTPB)型水性聚氨酯(WPU)的基础上,以甲基丙烯酸十二氟庚酯(DFMA)为共聚单体,采用无皂乳液聚合法制备了侧链含氟HTPB型水性聚氨酯(FHWPU),并采用透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱分析(XPS)及接触角测试仪等对其结构与性能进行了表征。结果表明,分散液颗粒具有明显的核壳结构;DFMA添加质量分数为20%时,FHWPU的成膜性和贮存稳定性最佳;DFMA改性后的WPU胶膜表面氟元素存在富集,高温处理有助于含氟链段向胶膜表面迁移,经140℃热处理后,与未改性WPU膜相比,其水接触角增大了42.2%,表面自由能下降了60.9%。     

有机硅/丙烯酸酯改性水性聚氨酯的合成及性能

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二羟甲基丙酸(DMPA)、聚酯二元醇(XH-111)、丙烯酸羟乙酯(HEA)和3-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)等为主要原料,分别制得HEA封端和HEA、KH-550共同封端的水性聚氨酯乳液,再加入丙烯酸酯单体进行自由基引发聚合,分别制备出丙烯酸酯改性和丙烯酸酯、KH-550共同改性的水性聚氨酯复合乳液。通过傅立叶变换红外光谱(FTIR)、热失重分析(TGA)、X射线衍射分析(XRD)和力学性能测试,对改性水性聚氨酯乳液的结构和胶膜的热稳定性、结晶性和力学性能进行了考察。结果表明,改性水性聚氨酯的结晶性降低,热稳定性提高。当w(丙烯酸酯)增大到20%,w(KH-550)增大到15%时,胶膜的拉伸强度由5.6 MPa增加到23.9 MPa,断裂伸长率由491%降到247%。     

蓖麻油改性磺酸型水性聚氨酯性能研究

采用蓖麻油、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚己内酯二元醇(PCL)和1,4-丁二醇(BDO)为主要原料,以乙二胺基乙磺酸钠(AAS)为亲水基,合成了一系列由蓖麻油改性的磺酸型水性聚氨酯乳液,并固化成膜。通过FT-IR、粒径测试、吸水率与接触角测定、力学性能测定、TG等手段研究了蓖麻油含量对水性聚氨酯乳液与胶膜的影响。结果表明:蓖麻油成功接入聚氨酯分子主链中;随着蓖麻油含量的增加,乳液粒径逐渐增大;胶膜的吸水率先减小后增大,接触角先增大后减小,拉伸强度先增大后减小,断裂伸长率逐渐减小。当蓖麻油与PCL质量比为0.5时,胶膜吸水率最小,接触角最大,为95.18°,拉伸强度最大,为15.15 MPa,综合性能最好。通过TGA表明,蓖麻油的引入,胶膜的耐热性也有所提高。     

葡萄糖改性水性聚氨酯及其生物降解行为研究

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚环氧丙烷二醇(N210)作为主原料,葡萄糖(PG)作为交联剂制备了水性聚氨酯。对样品乳液进行平均粒径和稳定性测试,对胶膜进行了硬度、力学性能、耐水性以及热稳定性表征;采用土埋法对胶膜进行降解试验,并对降解后的样品进行表征。结果表明:葡萄糖的加入可以明显提高水性聚氨酯的力学性能,当PG含量为2.5%时,胶膜的拉伸强度达到40 MPa,邵A硬度达到78;葡萄糖的加入明显提高了聚氨酯胶膜生物降解速率,120 d内胶膜的力学性能几乎完全损失,样品破碎粉化。研究表明:葡萄糖作为交联剂既可以提高水性聚氨酯胶膜的性能,也可以促进聚氨酯在环境中自然降解。     

甲基丙烯酸十二氟庚酯改性水性聚氨酯

采用聚已二酸丁二醇酯(PBA)、异氟尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二羟甲基丙酸(DMPA)、甲基丙烯酸十二氟庚酯(MBFA-12)等原料合成了含氟水性聚氨酯乳液(WPU-F),考察了MBFA-12的用量对WPU-F乳液的粒径与黏度,WPU-F胶膜的吸水率、接触角、附着力、硬度、拉伸强度、热力学性能等的影响.结果表明:用MBFA-12改性水性聚氨酯,在提高水性聚氨酯胶膜的拉伸强度、附着力、热力学性能的同时,由于侧链上密集的-CF3作用,接触角从70.7(°)增加到107.6(°),胶膜吸水率从61.3%降到15%以下,大大提高了聚氨酯的耐水性.     

环氧树脂改性水性聚氨酯的制备与性能研究

以异氟尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚四氢呋喃醚二醇(PTMG)以及二羟基甲基丙酸(DMPA)为主要原料合成水性聚氨酯(WPU)预聚体,在此基础上加入环氧树脂(EP,E-44)制备了环氧树脂改性水性聚氨酯(PUE)复合乳液。探讨了不同环氧树脂含量对复合乳液性能的影响,并对胶膜的力学性能、吸水率、接触角和热性能等进行了表征。结果表明,适量的环氧树脂改性过后的复合乳液比较稳定;随着环氧树脂含量的增加,乳液粒径和黏度增大,同时胶膜的拉伸强度增大,水的接触角增大,胶膜的热稳定性增加。E-44质量分数为7%~9%时,复合乳液及其胶膜的综合性能较好。     

非结晶性水性聚氨酯油墨连接料的合成

以端羟基聚丁二烯(HTPB)、聚己二酸新戊二醇酯(PNA)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为主要原料制备了一系列水性聚氨酯乳液.采用FTIR、XRD、SEM对胶膜的结构及形貌进行了表征,对乳液性能、胶膜的吸水率、力学性能及胶膜在双向拉伸聚丙烯(BOPP)薄膜上的剥离强度进行了测试,通过胶膜与水、乙二醇、二碘甲烷的接触角测试计算了胶膜的表面能.结果表明,随着HTPB含量的增加,乳液粒径逐渐增大、胶膜表面能大致呈逐渐减小趋势.当HTPB含量为PNA物质的量的30％时,水性聚氨酯乳液综合性能最好,平均粒径为287.3 nm,胶膜表面能为31.77 mJ/m2,拉伸强度为14.20 MPa,断裂伸长率为977.72％,在BOPP薄膜上的剥离强度为4.4 N/25 mm.以该乳液配制的油墨满足GB/T 26394—2011《水性薄膜凹印复合油墨》对油墨黏度13～50 s的要求,且具有良好的初干性和抗粘连性,可满足日常使用.     

含氟硅水性聚氨酯的合成及其疏水和阻燃性能

以聚酯二醇、甲苯二异氰酸酯、八氟戊醇、γ-氨丙基三乙氧基硅烷等为原料制得一系列氟、硅化合物封端的水性聚氨酯乳液。利用红外光谱仪、接触角测量仪、锥形量热仪等对水性聚氨酯进行结构表征和性能测试。结果表明,氟、硅被成功引入到聚氨酯分子链中,改性后乳液仍能表现出良好的离心稳定性;胶膜与水的接触角可达到106.1°,吸水率由20.8%降至1.7%,材料的疏水性能得到提高;最大热释放速率和总热释量分别由334.5 k W/m2和9.19 MJ/m2下降至245.6 k W/m2和6.66MJ/m2,聚氨酯胶膜的阻燃性能得到有效改善;同时,胶膜的热稳定性能和残炭率也得到提高。     

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。     

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。     

有机氟硅改性水性聚氨酯的合成及应用

以聚四氢呋喃醚二醇(PTMG)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为主要原料,二羟甲基丁酸(DMBA)、1,4-丁二醇(BDO)为扩链剂,乙二胺(EDA)为后扩链剂,八氟戊醇(OFP)、γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)为改性单体制备了氟硅改性水性聚氨酯乳液(FSiWPU),并将其用于亚麻织物整理。采用FTIR和XPS对聚合物进行了结构表征,通过乳液粒径、胶膜耐酸/碱性和吸水率测试探究了OFP和KH550的加入对胶膜性能的影响,并对整理后的亚麻织物进行了SEM分析以及水接触角和应用性能测试。结果表明:KH550和OFP成功引入到聚氨酯主链中,且含氟和含硅链段向胶膜表面迁移。加入有机氟硅后,复合乳液的粒径为109.57 nm,胶膜的耐酸/碱性能提高,吸水率明显下降。经复合乳液整理的亚麻织物表面光滑,摩擦因数和刚性指数均下降,对水接触角为111.86°,抗污等级和断裂强力提高。     

混合磺酸型水性聚氨酯胶粘剂的制备及性能研究

采用磺酸聚酯二元醇(BY3305)和氨基磺酸盐(A95)合成了一系列混合磺酸型水性聚氨酯。采用衰减全反射红外分析了聚氨酯的结构,通过拉伸、DSC、TG、剥离强度等性能测试研究了软硬段中磺酸盐的加入量对聚氨酯性能的影响,结果显示,BY3305和A95的加入,明显提高了水性聚氨酯胶膜的拉伸性能、粘接性能及耐热性,随着BY3305和A95的加入量增加,拉伸强度最高可达32 MPa,耐热性能提高,A95相对于BY3305的影响更明显,当BY3305的加入量为12%,A95的加入量为1.3%时,胶膜的综合性能最好。     

含氟丙烯酸酯改性水性聚氨酯的合成及性能研究

采用聚四氢呋喃二醇(PTMG)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二羟甲基丙酸(DMPA)等为主要原料,甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)为接枝剂,全氟辛基乙基丙烯酸酯(FA)为改性剂,合成了一系列含氟丙烯酸酯改性的水性聚氨酯乳液(WPUFA),并干燥成膜。考察了FA用量对WPU/WPUFA乳液及涂膜性能的影响,并采用红外光谱(FT-IR)、接触角、力学性能和热重分析(TGA)等手段对其进行表征。结果表明,FA成功接入到水性聚氨酯分子链中;随着FA含量增加,乳液粒径增大,胶膜接触角变大,吸水率变小,拉伸强度变大,断裂伸长率变小;FA的引入使胶膜耐热性能变好,当FA在胶膜中的质量分数为40%时,胶膜的综合性能最佳。     

废弃皮胶原蛋白改性水性聚氨酯的合成与表征

利用异氟尔酮二异氰酸酯、聚四氢呋喃、1,4-丁二醇、二羟甲基丙酸为原料,采用预聚体合成法制备水性聚氨酯乳液,在合成过程中添加从废弃皮中提取的胶原蛋白作为改性剂,制备了一种胶原蛋白改性水性聚氨酯乳液,系统研究了胶原蛋白用量对乳液及胶膜性能的影响;并利用FTIR、XRD、AFM对水性聚氨酯胶膜的结构进行了表征。结果表明,胶原蛋白与聚氨酯主链发生了接枝反应,且胶原蛋白的加入使聚氨酯乳液的粒径增加,使聚氨酯胶膜的结晶趋势增加,表面粗糙度降低。胶原蛋白的最佳用量为IPDI和PTMG总质量的10%,此时聚氨酯胶膜的力学性能和抗水性能最优,其中,胶膜抗张指数达到10.20 MPa,比空白样提高了11.61%;胶膜吸水率达到2.25%,比空白样降低了87.82%。     

DDI/IPDI型水性聚氨酯胶黏剂的合成及性能研究

以聚四氢呋喃醚二醇(PTMEG)、二聚酸二异氰酸酯(DDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为主要原料合成了一系列水性聚氨酯(WPU),探究了m(DDI)/m(IPDI)的配比对水性聚氨酯乳液粒径、胶膜接触角、表面能和力学性能等的影响.结果 表明,随着DDI含量的增加,聚氨酯乳液粒径及黏度逐渐增加,胶膜的拉伸强度下降,...