硬段结构对聚氨酯弹性体相容性及阻尼性能的影响

合成了一系列含有不同硬段的聚氨酯高聚物，并进行了其动态力学性能和热分析（DSC）测试，结果表明在PPO（Mn=2000)-MDI-BDO体系中，硬段含量不影响Tg。随着硬段合量的增加，tanδ峰值降低并呈线性关系。硬段分布对该聚氨酯体系的相容性及阻尼性能有较大的关系。     

硬段类型和含量对嵌段聚氨酯脲性能的影响

以聚己二酸乙二醇-丙二醇酯二醇(PEPA)为软段,分别采用4种二胺扩链剂和3种二异氰酸酯为硬段,通过预聚体法合成了一系列不同硬段结构和含量的聚氨酯脲弹性体,并采用红外光谱、热失重分析、差示扫描量热和拉伸测试等手段,研究了硬段类型及含量对聚氨酯脲性能的影响。结果表明,在软段结构一致,硬段含量接近的情况下,兼具柔性和刚性的硬段有助于提升聚氨酯脲的力学性能、热学性能和微相分离程度。几种二胺扩链剂和二异氰酸酯中,由二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)和4,4’-二氨基二苯醚(ODA)构成的硬段性能最佳;在软、硬段结构一致的情况下,硬段含量对聚氨酯脲性能影响明显。随着硬段含量增加,聚氨酯脲的拉伸强度、微相分离程度先增大后减小,5%热失重温度和断裂伸长率逐渐下降。当PEPA/MDI/ODA摩尔比为1∶0.5∶0.5(硬段含量31.7%),聚氨酯脲拉伸强度达51.5 MPa,断裂伸长率为709%,5%热失重温度为282.7℃,性能最佳。     

不同硬段结构的聚丁二烯聚氨酯弹性体的形态结构研究

用端羟基聚丁二烯（ＨＴＰＢ,Ｍｎ＝２１６０,ｆｎ＝２．０）作为软段,甲苯二异氰酸酯（ＴＤＩ）,不同结构的二醇扩链剂为硬段,采用溶液二步法合成了不同硬段结构的聚丁二烯聚氨酯弹性体,用ＴＥＭ、ＳＥＭ、ＷＡＸＤ、ＳＡＸＡ、ＤＳＣ对聚合物进行了表征,表明,聚合物具有微相分离的结构特征,不同的溶剂对聚合物的形态有较大的影响。烷基扩链剂的链长对聚合物的结晶无影响,而缩二醇扩链剂的链长对聚合物的结晶有较大的影响     

硬段阻燃改性水性聚氨酯的合成与性能

以二溴新戊二醇(DBNPG)为扩链剂,用硬段改性的方式将阻燃元素引入到水性聚氨酯中,合成出一系列不同改性程度的阻燃水性聚氨酯。用傅立叶红外光谱、核磁碳谱表征了合成产物;并用氧指数仪、TG热重分析仪、DSC差热分析仪对其进行研究。结果表明,15%(质量百分含量)DBNPG改性的水性聚氨酯氧指数已达29.6%;与未改性水性聚氨酯相比,其热稳定性提高;相分离程度随改性程度不同而规律性变化。     

高强度自修复聚氨酯弹性体的制备及性能

针对自修复材料力学性能和自修复性难以兼顾的问题,采用传统预聚体法,引入含双硫结构的交联剂,制备得到既具有一定力学强度、又具有良好自修复性的聚氨酯弹性体。采用红外光谱进行化学结构表征;采用邵氏硬度计进行硬度测定;采用万能力学试验机考察了不同条件下的自修复效率;通过三维视频显微镜和拍照记录弹性体自修复过程;采用热重分析仪对样品进行热性能表征。结果表明,双硫键被成功引入弹性体中,弹性体邵氏硬度大多可达50 HA以上。升高温度和延长时间都能提高弹性体的自修复效率:24 h时,自修复效率从25 ℃的31.3%升高到80 ℃的99.5%;在80 ℃下,自修复效率从2 h的48.4 %提高到24 h的99.5%。双硫交联剂质量分数的增加也有利于自修复,弹性体的自修复效率从PUSS 3的54.5%提高到PUSS 6的99.5%。热重分析显示,弹性体的热稳定性随双硫质量分数的增加而略有下降,但所有弹性体的5%热失重温度都高于265.0 ℃。     

硬段含量对聚酯型温敏聚氨酯弹性体性能的影响

选用二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)体系,采用预聚体法合成不同硬段含量的温敏聚氨酯弹性体(CPU).研究了硬段含量对聚氨酯弹性体常温及变温力学性能、热性能、动态性能以及形变温敏性能的影响.结果表明:当硬段含量为62％时,材料的拉伸强度、撕裂强度最高,扯断伸长率最低;当硬段含量为63.5％时,硬度、玻璃化转变温度最高;拉伸强度随温度的升高而降低,扯断伸长率随温度的升高先增加后减小,且在玻璃化转变温度附近达到最大.硬段含量为62％时,CPU的综合性能较为优异,且具有典型的形变温敏性能,随着外界力的变化,聚氨酯弹性体的形变固定率变化并不是特别明显,而形变回复率因此下降.     

水性聚氨酯的硬段结晶与粘接性能

将HDI与IPDI按照不同的摩尔比混合后与PTMG-2000、1,4-BG、DMPA反应,制备了具有不同硬段规整度的系列水性聚氨酯;利用WXRD、DSC、FT-IR等研究了HDI对水性聚氨酯的硬段结晶性能的影响,分析了硬段结晶度与粘接性能之间的关系。结果表明,随着HDI/IPDI摩尔比的增加,水性聚氨酯分子链上氨基甲酸酯键之间氢键密度提高,硬段结晶性能也随之改善;对铝箔的初粘接强度显著增强,最终粘接强度可达8.5 MPa左右。     

硬段含量对阴/非离子型水性聚氨酯性能影响的研究

以二羟甲基丁酸(DMBA)、聚乙二醇(PEG)为亲水单体,聚氧化丙烯二醇(PPG)为多元醇组分、甲苯二异氰酸酯(TDI)为异氰酸酯组分,采用预聚体法合成了一系列阴/非离子型水性聚氨酯(WPU)。通过万能材料试验机、傅里叶变换红外光谱仪、粒径测试、表面张力测试等分析表征手段研究了硬段含量对阴/非离子型WPU乳液及胶膜性能的影响。结果表明:随着硬段含量的提高,WPU乳液粒径逐渐增加,黏度逐渐下降,表面张力逐渐增大;WPU胶膜的拉伸强度逐渐提高,断裂伸长率逐渐减小。     

针状镍线自修复聚氨酯的制备及性能研究

通过水热法制备了针状镍线,采用XRD和SEM研究了其内部结构和微观形貌。结果表明,样品主要成分为镍,镍线直径为1.16μm,每根镍线由200 nm的针状纳米镍组成。然后,以镍线为导电填料和增强材料掺杂到自修复聚氨酯中,研究了微纳米针状镍线改性自修复聚氨酯的力学性能,自修复性能和导电性能。结果表明,掺入镍线的自修复聚氨酯的力学性能提升了52%,自修复效率达到78%,电阻率缩减到4Ω·mm。综合分析可知,镍线的掺入不仅增强了自修复聚氨酯机械性能,还提高了自修复聚氨酯的导电性。     

硬段模型化合物对聚氨酯型固体电解质的影响

以聚醚聚氨酯，高氯酸钠和硬段模型化合物为组分，制备了一系列新型的聚合物固体电解质，利用FT-IR，DSC，TG及复阻抗谱分析对该体系进行了表征。结果表明，当盐浓度保持恒定时，硬段模型化合物对所研究体系的形态，离子-聚合物间相互作用，玻璃化转变温度，软段热分解温度和离子导电特性的有显著的影响。随着硬段模型化合物含量的增加，体系中钠离子与醚氧基团间的络合程度增加。玻璃化转变温度和软段热分解温度上升，聚氨酯硬段的聚集体出现。所有这些均导致该固体电解质的电导率下降。     

气相甲醛对聚氨酯硬段晶区的化学改性

用气相甲醛对聚氨酯弹性体(PU)进行化学改性。通过ATR-FT-IR和DSC研究了PU中硬段晶区化学结构的变化,用DM A和电子式万能材料实验机分别测试了材料的损耗角正切值和力学损耗,结果表明,化学改性后的PU内耗小,拉伸强度较高并且力学稳定性好。说明硬段晶区化学结构对PU性能影响很大。     

含光可逆C-C键自修复聚氨酯的制备和性能

为实现聚氨酯的光诱导自修复,采用4,4-二羟基二苯甲酮(DHBP)和2-溴乙醇为主要原料,经过Williamson醚化等多步反应,合成一种末端带4个醇羟基的四苯基芳香片呐醇单体(THETPED);然后,以其为交联剂,通过与异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和聚乙二醇(PEG)的加成聚合反应,制备了含光可逆C-C键的聚氨酯薄...     

一种基于有序硬段的可生物降解聚氨酯的制备及性能

以聚乙二醇(PEG,Mn=600、1000)为引发剂,L-丙交酯(L-LA)为单体,在辛酸亚锡存在下开环聚合合成了三嵌段预聚物聚丙交酯-聚乙二醇-聚丙交酯(PLA-PEG-PLA),然后以具有有序结构的二氨基甲酸酯基二异氰酸酯(六亚甲基二异氰酸酯-1,4-丁二醇-六亚甲基二异氰酸酯,HBH)扩链制备了一种可生物降解的脂肪族聚氨酯(PU-I、PU-II)。作为对比,以4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)作为扩链剂合成了芳香族聚氨酯(PU-III)。通过核磁共振、红外光谱、超高分辨质谱、凝胶渗透色谱等对预聚物、扩链剂、聚氨酯的化学结构进行了表征。通过对PU-I、PU-II和PU-III膜热性能、力学性能和体外降解性能的对比,研究了有序硬段对聚氨酯性能的影响。结果表明,相对于PU-III,PU-I具有更好的力学性能(断裂强度21 MPa,断裂伸长率840%)和较快的体外降解(19d);随着亲水链段PEG含量的增加,PU膜(PUII)的断裂强度降低,断裂伸长率增加,同时体外降解速率变快。该类型的脂肪族聚氨酯具有降解产物无毒、合适的力学性能和降解性能,可替代传统的芳香族聚氨酯,在医疗行业中有更广泛的用途。     

具备光热响应行为的自修复含氟聚氨酯的制备及性能

自修复聚氨酯材料存在修复手段单一和室温(25℃)下难以修复等问题,限制了其在电子皮肤、柔性器件等领域的应用.文中以聚四氢呋喃二醇1000(PTMEG)、自制含氟二元醇(FE-OH)为软段,异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为硬段,以胱氨酸(L-C)和4-甲基伞形酮(4-MU)分别作为生物基扩链剂和封端剂,炭黑(N-C)作为...     

热可逆自修复聚氨酯及其复合材料的研究进展

随着现代工业发展对材料性能的要求不断地提高,聚氨酯也正朝着智能化、功能化等方向发展,其中赋予聚氨酯材料自修复功能是推进其智能化方向的一个重要课题之一。目前自修复聚氨酯材料研究已取得一系列卓有成效的研究成果,其中在聚氨酯材料分子链主链引入热可逆Diels-Alder(DA)共价键以及在传统聚氨酯材料中引入纳米碳材料(如碳纳米管、石墨烯)成为研究热点。然而,目前热可逆DA反应的自修复聚氨酯还存在力学性能稍差、修复效率不高且修复效率随修复次数的增加迅速下降等问题,以及纳米碳材料需经改性才能引入等复杂工艺过程。从光可逆共价键修复体系和热可逆共价键修复体系两个方面简述本征型自修复体系,再从热可逆DA自修复聚氨酯体系和热可逆DA自修复聚氨酯复合材料体系两个方面综述国内外研究进展。     

基于多重氢键的自修复超分子聚氨酯弹性体

多重氢键是一类具有较高结合强度及动态可逆性质的超分子作用,在线型聚合物中可形成物理交联网络,提高材料机械强度的同时赋予材料良好的自修复能力。以聚四氢呋喃、六亚甲基二异氰酸酯、2,4-二氨基-6-羟基嘧啶为原料,合成了具有多重氢键物理交联结构的聚氨酯。当聚四氢呋喃与扩链剂2,4-二氨基-6-羟基嘧啶的物质的量的比为7∶3及5∶5时,可得到兼具力学强度与自愈能力的超分子聚氨酯弹性体。利用核磁共振氢谱、红外光谱、凝胶渗透色谱、差示扫描量热分析、流变测试表征了弹性体的结构和基本性质。通过对2组弹性体力学性能及自愈性能的比较发现,不同的组成比例改变了多重氢键形成的物理交联强度及分子链的运动能力,聚四氢呋喃与扩链剂物质的量的比为7∶3时,材料具有较高的断裂伸长率(1280%);物质的量的比为5∶5时,材料在循环拉伸中具有更好的形变回复能力,应力松弛更慢;两组弹性体在60℃环境下均表现出一定的自修复能力。     

异氰酸酯硬段对聚氨酯结构及性能的影响

异氰酸酯的种类和含量对所合成的聚氨酯性能有重要的影响.文中以聚四氢呋喃醚二醇(PTMG)为软段,甲苯二异氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)和六亚甲基二异氰酸酯(HDI)分别为硬段,采用预聚体法合成了一系列具有不同硬段及软硬段比例的聚氨酯,并通过红外光谱、小角X射线散射、动态力学热分析及热重分析等方法,研究...     

酰腙键聚氨酯凝胶的合成及自修复性能EI北大核心CSCD

以对羟基苯甲醛与己二酸二酰肼为原料制备出含酰腙键的两羟基化合物PA,PA溶于二甲基亚砜中与六亚甲基二异氰酸酯(HDI)三聚体反应得到含酰腙键的聚氨酯凝胶。研究了该凝胶的溶胀行为、流变学特征、在酸或苯胺条件下的可逆反应及自修复性能。结果表明,制备的凝胶在酸或苯胺的环境下通过加热表现出明显的流体性质,且可发生逆反应而使凝胶分解;凝胶在酸或苯胺条件下通过加热可实现修复,且在酸性条件下的自修复效率远大于在苯胺条件下的自修复效率;凝胶在酸性条件下,80℃加热6h后自修复效率可达到89.47%。     

形状记忆聚氨酯的结构与性能研究

以 2 ,4 -甲苯二异氰酸酯 (2 ,4 -TDI)、不同分子量的聚己二酸丁二醇酯 (PBAG)和 1,4-丁二醇 (BDO)为原料合成了具有形状记忆功能的聚氨酯材料。通过DSC、弯曲实验和力学实验 ,研究了形状记忆聚氨酯的性能 ,发现软段高度结晶和硬段聚集形成硬段微区是其具有较好形状记忆性能的必要条件。     

兼具高强度、高韧性和自修复性能的环氧树脂改性热可逆聚氨酯

将E51环氧树脂引入基于Diels-Alder反应的热可逆聚氨酯,制备出环氧树脂改性热可逆自修复聚氨酯材料。引入环氧树脂,可提高改性热可逆聚氨酯的拉伸强度、杨氏模量、冲击韧性和邵氏硬度且保持较高的断裂伸长率。添加20%的环氧树脂制备的环氧树脂改性热可逆聚氨酯材料兼具优异的强度、韧性、硬度等力学性能和良好自修复性能。当环氧树脂改性热可逆聚氨酯出现裂纹裂缝等损伤后,在130℃处理20 min及60℃处理24 h便可修复损伤,并可实现同一部位多次损伤的重复自修复。力学性能提高的原因,是刚性环氧树脂相与聚氨酯弹性相相互缠结形成互穿聚合物网络结构产生的“强迫互溶”和“协同效应”;而多次重复自修复则归因于热可逆Diels-Alder反应和分子链热运动的协同作用。