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超细纤维合成革含浸用水性聚氨酯的合成及其应用

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纺织学报 2024年第3期45卷 129-136页

作者：李琛王冬仲鸿天董朋付少海江苏省纺织品数字喷墨印花工程技术研究中心江苏无锡214122 生态纺织教育部重点实验室(江南大学) 江苏无锡214122 江苏聚杰微纤科技集团股份有限公司江苏苏州215200

为解决水性聚氨酯应用于超细纤维合成革(超纤革)含浸时存在的表面易出现裂纹及手感不佳的问题,通过在合成过程中引入聚碳酸酯二醇作为软链段,并添加三羟甲基丙烷,成功制备了成膜后具有高韧性和高强度的大分子质量小乳粒粒径水性聚氨酯... 详细信息

为解决水性聚氨酯应用于超细纤维合成革(超纤革)含浸时存在的表面易出现裂纹及手感不佳的问题,通过在合成过程中引入聚碳酸酯二醇作为软链段,并添加三羟甲基丙烷,成功制备了成膜后具有高韧性和高强度的大分子质量小乳粒粒径水性聚氨酯乳液。结果表明:乳液的相对分子质量达到5.93×10^(4)其平均粒径仅为89.54 nm,储存稳定性良好;形成的薄膜具有优异的性能,断裂强度为3.725 MPa,断裂伸长率达到763.99%,高温下的储能模量和损耗模量分别为2837.57 MPa和278.87 MPa。在超纤革制备中,应用这种水性聚氨酯可改善黏结固化情况,显著减少表面裂纹,提升弹性和柔软度。

关键词：水性聚氨酯超细纤维合成革含浸工艺乳粒粒径三羟甲基丙烷聚碳酸酯二醇

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水性聚氨酯基柔性传感材料的研究进展

复合材料学报 2024年

作者：卢成帅韩文佳张志良甄文超戎旭辉陈鲁正娄江齐鲁工业大学(山东省科学院)生物基材料与绿色造纸国家重点实验室

近年来，柔性传感器在可穿戴电子设备、医疗保健设备、电子皮肤和软体机器人等方面具有广泛的应用前景。聚氨酯（PU）是一类应用于柔性传感领域的基础材料，具有类弹性体、柔韧性及相容性等优势，能满足人们对柔性传感器更好的拉伸性、... 详细信息

近年来，柔性传感器在可穿戴电子设备、医疗保健设备、电子皮肤和软体机器人等方面具有广泛的应用前景。聚氨酯（PU）是一类应用于柔性传感领域的基础材料，具有类弹性体、柔韧性及相容性等优势，能满足人们对柔性传感器更好的拉伸性、更高的灵敏度和更宽的工作范围的需求。但随着环保意识的增强，水性聚氨酯（WPU）凭借环保性、低挥发性、易处理性等特性，成为柔性传感领域的研究热点。本文对WPU基柔性传感材料的最新进展进行了跟踪和讨论，包括WPU合成、柔性传感原理、导电填料种类等。最后总结了WPU基柔性传感器独特的多功能性及其广泛应用，并对WPU基柔性传感材料的未来发展前景进行了展望。

关键词：水性聚氨酯柔性传感导电填料电子皮肤可穿戴电子设备

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水性聚氨酯的改性研究进展

化工新型材料 2024年

作者：邓丽桦隋智慧赵文菁胡芳曹向禹寒区麻及制品教育部工程研究中心齐齐哈尔大学轻工与纺织学院

综述了近几年水性聚氨酯改性的研究状况，主要介绍了以有机硅/氟、丙烯酸酯、生物质材料、纳米材料、环氧树脂等为原料改性水性聚氨酯的研究进展。讨论了水性聚氨酯改性后存在的不足，并对其未来发展趋势进行了展望。

关键词：水性聚氨酯改性性能研究进展

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双羟基染料改性有色水性聚氨酯的制备与性能

精细化工 2024年第4期41卷 840-847页

作者：鲍艳韩旆刘锋刘超颜红侠张文博陕西科技大学轻工科学与工程学院陕西西安710021 轻化工程国家级实验教学示范中心陕西西安710021 杭州棕榈地科技开发有限公司浙江杭州311215 陕西科技大学陕西省轻化工助剂化学与技术协同创新中心陕西西安710021 西北工业大学理学院陕西西安710129

为了探究双羟基染料不同引入方式对水性聚氨酯(WPU)乳液及其成膜性能的影响,采用异佛尔酮二异氰酸酯、聚四氢呋喃(PTMG)、2,2-二羟甲基丙酸和1,4-丁二醇(BDO)合成了WPU乳液。将酸性红87作为扩链剂部分替代BDO制备了有色化学共聚聚氨酯(A... 详细信息

为了探究双羟基染料不同引入方式对水性聚氨酯(WPU)乳液及其成膜性能的影响,采用异佛尔酮二异氰酸酯、聚四氢呋喃(PTMG)、2,2-二羟甲基丙酸和1,4-丁二醇(BDO)合成了WPU乳液。将酸性红87作为扩链剂部分替代BDO制备了有色化学共聚聚氨酯(ARWPUA-1~3)乳液;将酸性红87作为软段部分替代PTMG制备了有色化学共聚聚氨酯(ARWPUB-1~3)乳液;将酸性红87与WPU共混制备了WPU/AR。采用FTIR、1HNMR和UV-Vis对样品的结构进行了表征;考察了不同有色WPU的贮存稳定性、耐溶剂性、颜色特征值、耐干/湿摩擦色牢度以及力学性能,并对其进行了分子动力学模拟。结果表明,由n(酸性红87)∶n(BDO)=1∶4制备的ARWPUA-2具有优异的贮存稳定性;在不同溶剂中均不会发生溶解脱色现象;具有良好的耐干/湿摩擦色牢度和较高的力学性能,其拉伸强度22.6MPa,断裂伸长率为810%。

关键词：水性聚氨酯酸性红87 高分子染料色牢度分子动力学模拟功能材料

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水性聚氨酯基多孔吸附材料的制备及应用

水性聚氨酯基多孔吸附材料的制备及应用

作者：马上鸿齐鲁工业大学

学位级别：硕士

纺织工业在我们的经济中发挥着至关重要的作用。亚甲基蓝（MB）是该行业广泛使用的染料之一,由于其生物降解性较低,对水生系统产生了严重负面影响。吸附是去除污染水中染料的有效方法。因此,寻找廉价和可持续的吸附材料对于保护人类健... 详细信息

纺织工业在我们的经济中发挥着至关重要的作用。亚甲基蓝（MB）是该行业广泛使用的染料之一,由于其生物降解性较低,对水生系统产生了严重负面影响。吸附是去除污染水中染料的有效方法。因此,寻找廉价和可持续的吸附材料对于保护人类健康和生态环境至关重要。本研究选择三种绿色环保的生物质材料,制备了一系列生物质改性的水性聚氨酯基多孔吸附材料,并探讨了其对水溶液中MB的吸附行为。主要研究内容如下:（1）水性聚氨酯/β-环糊精复合多孔材料的制备及其吸附性能研究。利用离子凝聚法,将水性聚氨酯乳液在盐酸和无水乙醇的混合溶液中凝固,制备了一系列吸附材料（WPU-x,y）。采用DLS对WPU-x,y乳液稳定性进行了研究;利用ATR-FTIR、TGA、SEM和压汞仪对WPU-x,y多孔材料进行了表征。以MB作为目标污染物,研究了MB在WPU-x,y材料表面的吸附行为。考察了交联度、β-环糊精（β-CD）用量、接触时间、初始染料浓度和溶液p H值等影响因素对WPU-x,y吸附能力的影响;建立动力学和等温线模型,研究了接触时间（0-390 min）、MB的初始浓度(20-300 mg·L)、溶液p H值（3、5、7、9、11）与吸附容量的关系,推测吸附机理;采用凝固液作为洗脱剂,研究了WPU-x,y的重复使用性,实现吸附剂的再生。实验发现,β-CD和后扩链剂的引入赋予了WPU-x,y丰富的活性吸附位点、优异的三维多孔结构和高吸附容量。WPU-x,y的吸附过程以化学吸附为主,还存在静电相互作用和β-环糊精空腔的包合作用。离子凝聚法的开发拓宽了水性聚氨酯多孔材料的制备途径,对多孔材料的绿色合成具有一定的参考价值。（2）水性聚氨酯-腐植酸生物质多孔材料的制备及其吸附性能研究。利用乙二胺将水性聚氨酯与从风化煤中提取的腐殖酸交联得到多孔吸附材料WPU-HA-y。采用DLS对乳液稳定性进行了研究;利用ATR-FTIR和XPS验证了样品的合成;采用SEM、BET和TGA分别表征了WPU-HA-y的多孔结构和热稳定性;通过批量吸附实验,深入研究了WPU-HA-y的吸附性能,考察了接触时间（0-8 h）、起始浓度(10-100 mg·L)、p H值（3-11）、溶液温度（30-60℃）和共存离子(Ca、Na、K、Mg)等各种参数对吸附过程的影响;利用吸附等温线和动力学模型拟合实验数据,分析了WPU-HA-y对MB的吸附行为,讨论了吸附机理;探究了不同洗脱剂下WPU-HA-y的可重复使用性。结果表明,水性聚氨酯基材赋予了WPU-HA-y稳定的多孔结构,而腐殖酸的引入则为与MB的结合提供了更多的活性位点。当MB溶液的p H为7,温度为50℃时,WPU-HA-y具有最高稳定性和吸附容量。结果表明,WPU-HA-y多孔材料因其高比表面积、三维多孔结构和优异的吸附性能而在废水处理行业中具有很高的应用价值。（3）水性聚氨酯-海藻酸钠复合多孔材料的制备及其吸附性能研究。通过调节海藻酸钠（SA）与WPU质量比、凝固液类型等参数,制备并筛选出了具有优异吸附性能的水性聚氨酯-海藻酸钠复合多孔材料（WPU-SA-z）。探究了SA与WPU不同配比、不同凝固液类型对WPU-SA-z凝胶状态的影响;采用ATR-FTIR、SEM和TGA分别对其化学结构、外观形态和热稳定性进行了描述;通过一系列吸附实验,探讨了接触时间（0-6 h）、MB的初始浓度(10-80 mg·L)、溶液p H值（3-11）等条件对WPU-SA-z吸附性能的影响;建立了MB在WPU-SA-z上的动力学和等温线模型,研究了WPU-SA-z对MB的吸附行为;对WPU-SA-z的吸附机理和可回收性进行了探索。实验发现,WPU-SA-z的凝胶形态与混合配比和交联液类型均相关,SA在Mg中无法凝胶化,共混液仅能在Ca、Zn、Cu三种二价离子溶液中凝胶成球型。分批吸附研究证明,WPU-SA-z在碱性条件下更易吸附,其对MB的主要主要机制是化学键结合和静电作用。WPU-SA-Ca对MB具有最佳的吸附效果,其在中性条件下的最大染料吸附容量就可达234.0541 mg·g。

关键词：水性聚氨酯多孔材料生物质吸附染料废水处理

有机硅改性水性聚氨酯基纸质文物保护液的制备及性能研究

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中国造纸 2024年第2期43卷 112-118页

作者：李霄峰刘洋马东升张秀梅浙江理工大学纺织科学与工程学院(国际丝绸学院) 浙江杭州310018

本研究将羟丙基封端聚硅氧烷(HP-PDMS)作为混合软段,对水性聚氨酯(WPU)进行改性,分别制备WPU和有机硅改性水性聚氨酯(SIWPU)乳液,将乳液稀释20倍制得纸质文物保护液。用宣纸模拟纸质文物,探讨了含有不同添加量HP-PDMS的WPU和SIWPU保护... 详细信息

本研究将羟丙基封端聚硅氧烷(HP-PDMS)作为混合软段,对水性聚氨酯(WPU)进行改性,分别制备WPU和有机硅改性水性聚氨酯(SIWPU)乳液,将乳液稀释20倍制得纸质文物保护液。用宣纸模拟纸质文物,探讨了含有不同添加量HP-PDMS的WPU和SIWPU保护液对宣纸的表观性能及老化前后力学性能的影响。结果表明,SIWPU乳液粒径较小且分布较窄,SIWPU胶膜在全紫外波段透过率均在30%以下,具有一定的紫外光屏蔽功能,同时耐水性较纯WPU胶膜有所提升;经过SIWPU保护液涂布的宣纸,其抗张指数和撕裂指数较宣纸最高可提高190.3%和135.2%,同时具有较好的抗干热老化性能。

关键词：羟丙基封端聚硅氧烷水性聚氨酯保护液宣纸干热老化

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植物油基多元醇水性聚氨酯的制备及防污性能

高分子材料科学与工程 2024年第5期40卷 22-30页

作者：葛涛刘若玲罗楚江游榕泽路金林常雪婷尹衍升张怡上海海事大学海洋科学与工程学院上海201306 广州航海学院轮机工程学院海洋严酷环境使役材料与运维装备广东省高校重点实验室广东广州510725

传统的高分子防污材料多来源于不可再生、不环保的石化资源,可再生、来源广、价格低廉的植物油基水性聚氨酯的研究多但开发难度相对高,未能广泛应用,因此开发具有高附加值的植物油基材料具有重要的现实意义。文中通过探索不同相对分子... 详细信息

传统的高分子防污材料多来源于不可再生、不环保的石化资源,可再生、来源广、价格低廉的植物油基水性聚氨酯的研究多但开发难度相对高,未能广泛应用,因此开发具有高附加值的植物油基材料具有重要的现实意义。文中通过探索不同相对分子质量聚乙二醇单甲醚(MPEG)开环环氧大豆油的反应条件,在植物油脂肪酸侧链上偶联上不同链长的聚乙二醇(PEG)防污基团,通过红外光谱、凝胶渗透色谱及核磁共振谱等表征MPEG的开环效率及产物结构,确定了MPEG开环环氧大豆油的最优开环条件,其羟基与环氧基团摩尔比为1.5:1,滴完ESO继续反应15 min,所得植物油基防污多元醇羟值范围在77.17~120.20 mg KOH/g。然后将其引入聚氨酯结构中,较简单地制备了系列防污植物油基水性聚氨酯乳液。结果表明,该涂层对革兰氏阳性菌和阴性菌以及极易形成生物膜的细菌等均具有良好的防污性能,对生物质资源的高附加值利用具有重要意义。

关键词：环氧大豆油聚乙二醇甲醚植物油基防污多元醇开环反应水性聚氨酯

改性氮化硼/水性聚氨酯导热复合材料的制备与表征

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化工新型材料 2024年第5期52卷 120-124,132页

作者：薛耀宗赵玉金吴淑英吴志民湘潭大学机械工程与力学学院湘潭411105 湘潭大学化工学院湘潭411105

以氮化硼为原料,用γ-氨丙基三乙氧基硅烷对其进行氨基化改性,利用水解产生的硅羟基和氮化硼烯表面的含氧官能团进行缩合反应后,得到改性导热填料。将其与水性聚氨酯乳液原位聚合,制备改性氮化硼/水性聚氨酯复合乳液,室温干燥成膜后得... 详细信息

以氮化硼为原料,用γ-氨丙基三乙氧基硅烷对其进行氨基化改性,利用水解产生的硅羟基和氮化硼烯表面的含氧官能团进行缩合反应后,得到改性导热填料。将其与水性聚氨酯乳液原位聚合,制备改性氮化硼/水性聚氨酯复合乳液,室温干燥成膜后得到胶膜样品。分析了填料含量对复合胶膜结构、机械性能、导热性能和热稳定性等性能的影响,并分析其作为热界面材料的散热效果。结果表明:改性后的胶膜拉伸强度、断裂伸长率、导热性能和热稳定性都能得到明显的提升。当填料质量分数为15%时,复合胶膜较纯胶膜热源温度降低了2.2℃,界面间传热效率得到提高。

关键词：氮化硼水性聚氨酯导热性能机械性能散热

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喷墨油墨连接料水性聚氨酯的改性研究进展

精细化工 2024年

作者：黄文均陈炫宇蔡晓兰吕钱江方岩雄广东工业大学轻工化工学院化学与精细化工广东省实验室揭阳分中心广州博熵科技有限公司

水性油墨是目前最具发展潜力的环保型油墨，其中最重要的成分是水性树脂连接料，其在很大程度上决定了水性油墨的优劣。水性聚氨酯（WPU）作为一种水分散型环保材料，具有低VOCs含量、安全不易燃、结构可设计性强等优点，但在耐水性、... 详细信息

水性油墨是目前最具发展潜力的环保型油墨，其中最重要的成分是水性树脂连接料，其在很大程度上决定了水性油墨的优劣。水性聚氨酯（WPU）作为一种水分散型环保材料，具有低VOCs含量、安全不易燃、结构可设计性强等优点，但在耐水性、耐溶剂性、黏附力、稳定性、力学性能和机械性能上欠佳，需要对其进行改性以满足作为喷墨油墨连接料的应用需求。该文首先简述了喷墨打印方式和WPU性能的影响因素；然后，重点综述WPU改性方法的研究进展，主要对二醇/二胺扩链改性、有机氟/有机硅改性、丙烯酸酯改性、环氧树脂改性、纳米材料改性、生物质材料改性、超支化改性、点击化学改性和封端改性等的技术特点、优势和不足、WPU性能提升和适用范围进行了论述；最后，从复合改性、生物质原料、功能化和高固低黏四个方面对WPU喷墨油墨连接料未来的发展趋势进行了展望。

关键词：水性聚氨酯改性喷墨油墨物理性能