松香基超支化聚酯的合成及性能研究

以马来海松酸(MPA)、三羟甲基丙烷(TMP)、丙三醇共聚合成了松香基超支化聚酯(HBP),在醇酸物质的量之比3∶1的条件下,探讨了反应温度、物料配比、催化剂对反应的影响;用甲基丙烯酸对HBP进行改性得到UV固化端乙烯基松香基超支化聚酯(VHBP),采用FT-IR、GPC、DSC、TG对HBP及VHBP进行分析表征。结果表明:当甘油与三羟甲基丙烷物质的量之比为1∶1,反应温度220℃,催化剂用量为0.2%时,多分散系数(PDI)较小,为最佳反应条件。FT-IR分析表明HBP中含有大量酯基和羟基,反应得到超支化聚酯,数均分子质量(Mn)为2 308,热失重为50%时温度为402℃,玻璃化转变温度(Tg)为42.9℃,特性黏度为2.11 m L/g。FT-IR分析表明VHBP中出现乙烯基特征峰,热失重为50%时温度为379℃,Tg为-31.78℃,特性黏度为1.1 m L/g。并且,超支化聚酯改性前后均具有较好的溶解性能。对VHBP紫外光固化膜性能分析表明:固化膜具有较好的柔韧性、耐水性、耐醇性和耐碱性,耐冲击性50 kg/cm,附着力为1级,铅笔硬度为3H,凝胶率85%。     

光固化甲基丙烯酸异冰片酯-水性聚氨酯的制备及性能研究

将甲基丙烯酸异冰片酯(IBOMA)、丙烯酸丁酯(BA)与市售的水性聚氨酯(WPU)共混并通过光固化使丙烯酸单体混合物(IBOMA/BA)在水性聚氨酯中进行共聚,制备了一系列IBOMA与BA改性水性聚氨酯(IMAWPU)膜,当IBOMA用量为0、1％、2％和4％时分别制得IMAWPU-0、IMAWPU-1、IMAWPU-...     

UV固化蓖麻油改性水性聚氨酯丙烯酸酯木器涂料的性能优化

利用多官能度活性稀释剂,将具有3个碳碳双键的季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)引入到自乳化型紫外光(UV)固化蓖麻油改性的水性聚氨酯丙烯酸酯(WPUA)乳液中,增加体系的交联密度,以提高漆膜的力学性能、固化效率和硬度等,解决蓖麻油改性的WPUA木器涂料固化时间长、漆膜机械性能欠佳、乳液储存稳定性不良等缺点。研究表明:随着PETA添加量(质量分数)从2.3%增加至4.6%,水性聚氨酯丙烯酸酯乳液粒径变化范围为39.7～132.5 nm,乳液粒径分散指数(PDI)变化范围为0.072～0.289。随着PETA添加量的增加,涂膜质量损失率逐渐减小,而涂膜力学性能、硬度、耐水及耐化学品性能均逐渐增加。当PETA添加量为4.6%时,涂膜的拉伸强度最大为7.45 MPa,弹性模量最高为113.61 MPa,断裂伸长率最小为6.23%,涂膜硬度最高4H,光泽度最高为57.2,耐化学品、耐水性能最优;储存稳定性较佳,但是附着力由0级降至2级。因此,多官能度活性稀释剂PETA的引入对蓖麻油改性水性聚氨酯丙烯酸酯木器漆膜在力学性能、硬度、耐水及耐化学品等方面的性能优化可起到关键作用。     

环氧树脂复合富马海松酸改性水性聚氨酯的合成及性能研究

以环氧树脂(E-51)和富马海松酸聚酯多元醇为原料,制备了环氧树脂复合富马海松酸改性水性聚氨酯,并探讨了环氧树脂E-51添加量对复合乳液和漆膜性能的影响。结果显示当E-51添加量为3%时,漆膜的吸水率为10.2%,拉伸强度为35.6 MPa,断裂伸长率为410.2%,摆杆硬度为0.89。通过傅里叶红外光谱(FT-IR)、透射电镜(TEM)、差示扫描量热仪(DSC)及同步热分析仪(TGA)对样品的形态及结构进行了表征。结果表明:环氧树脂中的羟基和环氧基参与了反应,部分发生交联形成网络结构;随着环氧树脂添加量的增大,制备的复合乳液粒径增大,粒径分布变宽;同时改性后的复合漆膜的耐水性、热力学稳定性、力学性能及耐化学溶剂性增强。     

基于阳离子型萜烯基环氧树脂多元醇的双组分水性聚氨酯的交联反应与性能

利用阳离子型萜烯基环氧树脂多元醇与聚异氰酸酯(EC385)配合制备双组分水性聚氨酯.通过纳米粒径分析表明,水性阳离子型萜烯基环氧树脂多元醇对EC385具有良好的分散性能,两者混合后,当固含量为30%～32%时,体系具有较理想的施工黏度.FT-IR分析表明,两者交联反应速率较快,室温(25 ℃)下5 h可完全反应.交联产物具有优异的柔韧性、附着力、抗冲击性能以及耐水、耐碱、耐污染、抗粘连性能;以一缩二乙二醇、1,4-丁二醇为扩链剂、提高-NCO与-OH物质的量之比可增强交联产物的硬度及耐醇性.     

含氮杂环桐油基硬质聚氨酯泡沫塑料的制备及性能表征

环氧桐油酸甘油单酯(EGTO)与三(2-羟乙基)异氰尿酸酯(THEIC)发生开环反应合成含氮杂环桐油基多元醇(PTOT),并以PTOT部分取代苯酐聚酯多元醇(PAPP)制备含氮杂环桐油基硬质聚氨酯沫塑料。采用FT-IR、~1H NMR、TG和万能试验机等测试手段对产物的结构和性能进行表征。研究结果表明:通过开环反应可以制备得到羟值为378.42 mg/g,黏度(25℃)为1.84 Pa·s,酸值低于0.8 mg/g,水分低于0.1%的PTOT。随着PTOT替代量的增加,泡沫的极限氧指数(LOI)增大,由19.7%上升至23.0%;而压缩强度和热稳定性呈现下降趋势,由0.85 MPa降至0.59 MPa,初始热分解温度由276.0℃降至273.5℃。添加适量的纤维素能够增强硬质聚氨酯泡沫塑料的压缩性能而保持其阻燃性能和热稳定性不降低。     

水性聚氨酯/纳米纤维素/氢氧化镁或纳米铜粒子复合材料制备及阻燃、耐磨性能研究

本研究将磷酸化纳米纤维化纤维素（PMFC）与水性聚氨酯（WPU）混合,然后分别引入氢氧化镁颗粒和纳米铜粒子制备阻燃、耐磨复合材料,并对复合材料的显微结构、颗粒分散性能、热稳定性能、阻燃性能、耐磨性能等进行了考察。结果表明：氢氧化镁颗粒和纳米铜粒子的添加量对复合材料的显微结构影响较大;在水性聚氨酯涂料中添加一定量的磷酸化的纳米纤维素、氢氧化镁颗粒和纳米铜粒子能够提高复合材料的阻燃性和耐磨性,应用于木质板材上时,可使木质板材获得更好的表面性能。     

基于松香基的交联单体及甲基丙烯酸甲酯共聚物的制备与性能研究

通过松香与丙烯酸的Diels-Alder加成反应制备了丙烯酸松香(AR),再对其进行酰氯化和酯化反应成功制备了丙烯酸松香(丙烯酸-2-羟基乙基酯)酯(ARA),采用气-质联用分析技术分析了上述物质的组成与含量.通过细乳液聚合方式制备了ARA与甲基丙烯酸甲酯(MMA)的共聚物,采用凝胶渗透色谱、差示扫描量热、热重分析、溶剂抽提等手段考察了共聚物的物理性能并将其与MMA的均聚物和共聚物的性能进行了对比.实验结果表明:ARA主要由海松酸、脱氢枞酸、枞酸和丙烯海松酸的二种异构体的丙烯酸-2-羟基乙基酯的酯化产物组成,ARA是一种良好的交联剂,可与大多数乙烯基单体共聚合,其与MMA的共聚物的耐溶剂性和耐热性均得到了较大幅度的提高.ARA与MMA共聚合物不溶于丙酮,在丙酮中抽提流失率为7.5%,热失重(TG)曲线整体向高温方向偏移.     

丙烯酸异冰片酯改性水性聚氨酯的合成及其表征

通过乳液聚合法制备了丙烯酸异冰片酯(IBOA)改性水性聚氨酯(WPU)复合乳液,考察了引发剂用量、反应温度、IBOA/WPU质量比及保温时间对单体转化率、胶膜吸水率及拉伸强度的影响,同时采用正交试验对工艺条件进行了优化。研究结果表明,较适宜的反应条件为IBOA与WPU固体组分质量比为1∶3,引发剂过硫酸铵(APS)用量为IBOA单体添加量的0.5%,反应温度80℃,保温熟化3 h。利用傅立叶变换红外光谱、透射电子显微镜、热重分析等测试方法对复合材料的性能进行了表征,并探讨了性能与结构的关系,结果显示单体的平均转化率达97.35%,改性水性聚氨酯的吸水率达到5.94%,拉伸强度达到27.17 MPa。制备的乳液为核壳结构,乳液稳定性良好;胶膜发生的热降解分别由硬段降解和软段降解造成。     

改进水性聚氨酯性能的方法研究进展

针对水性聚氨酯存在的干燥速度慢、初黏性低、耐水性差、固含量低等问题,人们进行了大量的研究工作,目前已经取得了显著进展。作者对近年来在提高水性聚氨酯耐水性、耐热性、固含量、初黏性及干燥速度等方面的相关研究成果进行了概括总结。     

松香基水性聚氨酯丙烯酸酯复合乳液的研制

以富马海松酸水性聚氨酯(FWPU)和甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)等为主要原料,合成富马海松酸型水性聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液(FWPUA)。探讨了引发剂的种类和用量及丙烯酸酯加入量等因素对反应的影响。对所得产品进行了红外光谱分析,并测试了漆膜的拉伸强度、镜面光泽、摆杆硬度和耐溶剂性。结果表明:用偶氮二异丁腈和过硫酸铵为复合引发剂,引发剂用量为0.8%,丙烯酸酯的加入量为30%时,复合乳液的拉伸强度、摆杆硬度、耐水性、耐碱性、耐醇性和镜面光泽均有不同程度的提高。     

聚氨酯预聚体改性聚乳酸/木粉复合材料的制备及表征

通过共混挤出法制备聚氨酯预聚体(PUP)改性的聚乳酸/木粉(PLA/WF)复合材料,并对复合材料进行力学性能测试、动态热机械分析、接触角测量以及断面扫描电镜分析。力学性能分析表明:当PUP用量(以PLA和WF的质量计)为20%时,复合材料断裂弯曲应变和冲击强度分别为5.78%和18.3 k J/m2,较未改性的复合材料分别提高了209%和123%,PUP显示出较好的增韧效果。动态热机械分析表明:随着PUP用量的增加,复合材料中PUP相和PLA相的玻璃化转变温度均有所下降,并且储能模量显著降低,材料韧性得到改善。PUP的加入可显著提高复合材料对水的接触角,材料疏水性能得到改善。当PUP用量为25%时,接触角达83.7°,较未增韧复合材料接触角(66.6°)提高25.7%。拉伸断面的扫描电镜分析表明:添加PUP的复合材料断面有更多的木粉被拉出且空穴变多,断面更为不平整,呈现韧性断裂的特征。     

甘蔗渣多元醇制备聚氨酯硬泡的研究

通过对甘蔗渣进行热化学液化,制得了以甘蔗渣多元醇为原料的硬质聚氨酯泡沫,主要讨论了催化剂、表面活性剂、发泡剂和异氰酸酯对其性能的影响。结果表明:催化剂B的用量为2.53%时,泡沫体的密度最小,但对泡沫的压缩模量的影响并不大;随着催化剂D用量的增加,泡沫密度和力学性能同时降低;表面活性剂AK-8805用量为2.06%时,泡沫的密度最小,其力学性能也比较好;以水为发泡剂,当水用量增加时,泡沫密度减小但力学性能没有随密度的减小而相应降低,而先有所增加,最后维持在一个平台上;异氰酸酯用量少了,反应程度不够,性能必然会降低,但用量加多了,同样会影响性能。研究表明,PM-200用量在220%~240%泡沫压缩性能最好。     

蓖麻油基水性环氧固化剂的合成及性能

以液化的二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、蓖麻油酸(RA)为原料,先经MDI-RA加成后,再与乙二醇二缩水甘油醚经酯化反应得到蓖麻油基环氧活性中间体(RAE),RAE经二乙烯三胺(DETA)扩链得到RAE-DETA加成物,最后经缩水甘油封端制备得到蓖麻油基水性环氧固化剂(RAWCA)。当n(MDI)∶n(RA)为1∶3和1∶4时分别制得RAWCA-1和RAWCA-2,利用红外光谱(FT-IR)、核磁共振氢谱(1 H NMR)和凝胶色谱(GPC)表征了目标产物的结构,结果表明:制备的目标产物结构参数与设计的分子结构基本吻合,目标化合物的Mn和M w分别为1 832和1 983。对RAWCA产物性能考察可知,目标产物均具有乳化液体环氧树脂E-51的功能,选择n(MDI)∶n(RA)为1∶3制备的RAWCA-1与E-51固化,漆膜的耐水性较佳,且漆膜柔韧性达1 mm、铅笔硬度达3H、抗冲击性达50 kg/cm,性能可与市售水性环氧固化剂产品相媲美。     

非离子型水性萜烯基环氧树脂乳化剂的合成与特性

以聚乙二醇(PEG)改性萜烯基环氧树脂(TME)合成了一系列萜烯基环氧树脂专用乳化剂TP,并通过相反转乳化法制备了水乳型萜烯基环氧树脂(WTME)。考察了PEG相对分子质量(Mr)、TME与PEG配比、合成反应温度与时间对乳化剂的水溶性、表面活性、重均相对分子质量(Mw)及乳液的离心稳定性、粒子粒径分布、黏度的影响。实验结果表明,以Mr相对适中的PEG4000与TME按物质的量比2∶1、在催化剂三氟化硼乙醚作用下、110℃左右反应1 h合成的乳化剂TP-Ⅴ,对萜烯基环氧树脂具有很好的乳化效果,制备的乳液粒子粒径均一度较高,乳液表观黏度较小。透射电镜(TEM)分析表明,以乳化剂TP-Ⅴ制备的TME环氧树脂稀乳液的粒子表面形成乳化剂-吸附水组成的水合双电层,在该水合双电层构成的树脂/水界面膜作用下,乳液粒子稳定分散于水中,粒径小于200 nm。