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双亲性聚氨酯类胶束的研究进展

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聚氨酯工业 2006年第5期21卷 1-4页

作者：吴存雷上海市合成树脂研究所 200235

综述了双亲性聚氨酯大分子通过非化学键自组装所形成的聚氨酯胶束的研究进展,涉及到4类化学结构胶束的研究及其相关应用,对缔合型双亲性聚氨酯的流变性做了重点论述。并提出现有研究的特点和该领域今后深入研究的方向。

关键词：双亲性聚氨酯聚氨酯胶束自组装缔合型增稠剂

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水性聚氨酯的合成及性能研究

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作者：金爱静太原理工大学

学位级别：硕士

聚氨酯是一类主链上含有重复的氨基甲酸酯基单元的高分子化合物的总称。通过改变原料的种类以及组成改善聚氨酯制品的形态以及性能,从而制备了一系列化学性质、物理性质截然不同的产品,而被广泛应用到各个领域,聚氨酯早期发展以溶剂型为... 详细信息

聚氨酯是一类主链上含有重复的氨基甲酸酯基单元的高分子化合物的总称。通过改变原料的种类以及组成改善聚氨酯制品的形态以及性能,从而制备了一系列化学性质、物理性质截然不同的产品,而被广泛应用到各个领域,聚氨酯早期发展以溶剂型为主,但是随着人们环保意识的增强,急需一种无污染、无毒且环境友好型的新型聚氨酯,由此,水性聚氨酯应运而生,它以其独特优势成为聚氨酯工业发展的重要方向,因此,对水性聚氨酯的研究也变的尤为重要。本文以甲苯二异氰酸酯(TDI-80)、水性聚醚或油性聚醚为原料,制备了聚醚型聚氨酯,其研究工作分为两个部分:(1)封端型单组分水性聚氨酯;(2)双亲性聚氨酯。首先以甲苯二异氰酸酯(TDI-80)、水性聚醚(XJ-4800)为主要原料、采用预聚体法合成预聚体,再选用不同的溶剂、以亚硫酸氢钠为封端剂对预聚体进行封端即可得到封端型水性聚氨酯。并进一步系统研究了溶剂的种类以及用量、助溶剂的种类及用量、助溶剂的加入方式等对封端型水性聚氨酯的影响。结果表明:以水为主要溶剂,以异丙醇或乙醇为助溶剂时,将亚硫酸氢钠的水溶液加入到预聚体中,随后加入助溶剂并搅拌,得到封端型水性聚氨酯。为了促进封端反应的进行、提高封端率,本文还研究了封端系数、反应时间、促进剂的用量对封端反应的影响,以及进一步研究了温度对不同助溶剂下的封端型水性聚氨酯解封温度的影响,得出:在水为主要溶剂、不同助溶剂的封端体系中,为达到最佳封端效果,对封端系数的要求以及封端反应所持续的时间均不同,当溶剂仅为水、封端系数为1.1、封端反应进行1Omin时,封端率达到最大值约77%,且封端后的水性聚氨酯开始解封的温度为40℃,完全解封的温度为82.5℃;当溶剂为水、助溶剂为乙醇、封端系数为1.1、封端反应进行20min时,封端率达到最大值85%,且封端后的水性聚氨酯开始解封的温度为45℃,完全解封的温度为80℃;当溶剂为水、助溶剂为异丙醇、封端系数为1.2、封端反应进行20min时,封端率达到最大值84%,且封端后的水性聚氨酯开始解封的温度为50℃,完全解封的温度为87.5℃。另一方面,为改善水性聚氨酯胶膜的强度,提高其亲油性能,本文合成了双亲性聚氨酯,即将水性聚醚XJ4800与油性聚醚N210共混后,与甲苯二异氰酸酯反应制备双亲性聚氨酯,并进一步讨论了水性聚醚XJ4800与油性聚醚N210不同质量比对双亲性聚氨酯以及其与水反应后所得胶膜的性能的影响。结果表明:与水性聚氨酯相比,双亲性聚氨酯与水反应后所得胶膜的拉伸强度较之提高,但随着油性聚醚N210的增加,该双亲性聚氨酯的固化时间延长、包水性能降低。另外,本文所合成的双亲性聚氨酯兼具亲水和亲油性能,对水和汽油等的混合物有一定包覆能力,因此可以用于处理被汽油、柴油等污染的水环境的问题。

关键词：异氰酸酯水性聚醚封端型水性聚氨酯双亲性聚氨酯

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聚氨酯纳米复合材料的制备及其性能研究

聚氨酯纳米复合材料的制备及其性能研究

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作者：张丹丹江南大学

学位级别：硕士

聚合物纳米复合涂层兼具有机组分和无机组分的双重特性,既保留了聚合物的优点又赋予其多功能性,符合当前应用需求,是如今研究中的一大热点。其中,纳米材料与聚合物的复合过程主要存在分散性和相容性这两大难题,如何提高纳米粒子分散性... 详细信息

聚合物纳米复合涂层兼具有机组分和无机组分的双重特性,既保留了聚合物的优点又赋予其多功能性,符合当前应用需求,是如今研究中的一大热点。其中,纳米材料与聚合物的复合过程主要存在分散性和相容性这两大难题,如何提高纳米粒子分散性和增强纳米粒子与聚合物之间的相容性是亟待解决的难题。本课题主要采用聚氨酯分别稳定纳米ZnO和氧化石墨烯,依次引入光固化聚氨酯和水性聚氨酯体系以制备光固化/Zn O纳米复合膜和水性聚氨酯/石墨烯纳米复合膜及涂层,具体研究内容如下:1.设计以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚四氢呋喃二醇(PTMG,M=2000)、二羟甲基丙酸(DMPA)及甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)、正丁醇(CHCHCHCHOH)、季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)为原料合成不同官能度的双亲性聚氨酯(APU);以其为稳定剂和乳化剂采用反相细乳液法(一步法)并通过ZnO表面羟基和APU羧基之间的强相互作用来制备APU-ZnO纳米粒子;其与光固化聚氨酯(PUA)复合来制备抗紫外纳米复合膜。系统地研究了不同官能度的APU对APU-ZnO纳米粒子的形貌、粒径、晶体结构及其表面接枝率的影响;不同官能度的APU-ZnO纳米粒子对复合膜机械、抗紫外性能的影响;不同含量的PTMG-HEMA型纳米ZnO对复合膜机械性能、热性能、抗紫外性能及荧光性能的影响。通过FT-IR、TEM、DLS、XRD、TGA、UV-Vis、DMA、SEM、拉伸试验及荧光性能测试等对所制备的APU-ZnO纳米粒子和光固化聚氨酯/ZnO纳米复合膜的结构、形貌、组成、性质等进行了分析。研究表明改变APU的官能度可调节纳米ZnO表面聚合物接枝率,PTMG-HEMA-ZnO的表面接枝率较高,达14.27 wt%;PTMG-HEMA-ZnO添加量为0.3 wt%时,复合膜的力学性能较好,与空白树脂相比其杨氏模量提高至1.46倍,拉伸强度提升至1.49倍,在保证>81%透光率条件下具有较好的紫外屏蔽性(抗紫外性)和荧光性能。2.设计以碳二亚胺(EDC)和N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)对改进Hummers法制备的氧化石墨烯进行功能化以制备NHS功能化的氧化石墨烯(NGO);其与水性聚氨酯预聚体复合且还原以制备水性聚氨酯(WPU)/石墨烯纳米复合材料。系统地研究了GO及NGO的形貌、结构、层间距变化及其对纳米复合膜的力学性能和热性能的影响;一系列不同还原功能化氧化石墨烯(NRGO)含量对WPU/石墨烯复合乳液粒径,复合膜的热性能、机械性能、导电性能的影响。通过FT-IR、DLS、TEM、AFM、XRD、TGA、DMA、SEM、拉伸试验及四探针测试等对所制备WPU/石墨烯纳米复合材料的结构、形貌、组成、性能等进行了分析,结果表明GO和NGO的加入能在一定程度上提高WPU力学性能和热稳定性;RGO的加入引起复合膜性能的下降;NRGO的添加增强复合膜的力学性能、导电性和热稳定性,当NRGO含量为2.6 wt%时,复合膜的拉伸强度最大,为61.2 MPa,杨氏模量为86.9 MPa,导电率较好;复合涂层表面电导率不断提高,低含量呈指数增长,高含量下缓慢增长,其中NRGO的最高添加量达到30 wt%,对应于3.53×10S/cm的电导率;故该涂层可应用于抗静电及导电薄膜和涂层方向。

关键词：纳米ZnO 双亲性聚氨酯光固化聚氨酯抗紫外石墨烯水性聚氨酯导电性

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