聚氨酯改性环氧树脂的合成及其复合材料性能研究
环氧树脂复合体系的制备及其性能研究的开题报告
聚己内酯/聚硅氧烷/环氧树脂复合体系的制备及其性能研究的开题报告一、研究背景聚己内酯(PCL)和聚硅氧烷(PSO)是两种常见的生物降解型聚合物,在生物医学领域得到广泛应用。
然而,它们的性能往往不能满足特定应用需求,因此需要开发新的复合材料来弥补其缺陷。
环氧树脂(EP)为常用的高性能材料,在机械、电子等领域广泛应用。
因此,将PCL、PSO和EP复合成新材料,能够充分发挥它们各自的特性,拓展其应用领域,有着重要的研究价值。
二、研究目的本研究旨在制备PCL/PSO/EP复合体系,并对其性能进行研究。
具体而言,包括以下几个方面:1. 优化PCL/PSO/EP体系的制备工艺,确定最佳的配比和工艺参数。
2. 对复合材料的力学性能(如拉伸强度、弹性模量等)进行测试,评估其力学性能。
3. 对复合材料的热性能(如热稳定性、热变形温度等)进行测试,评估其在高温环境下的应用性能。
4. 对复合材料的降解性能进行测试,评估其在生物医学领域的可用性。
三、研究内容和方法1. 复合材料的制备:采用环氧树脂作为基体,将PCL和PSO分别加入到环氧树脂体系中制备出复合材料。
通过调整PCL和PSO的含量和环氧树脂的固化剂使用量,寻找最佳的复合比例和制备条件。
2. 力学性能测试:采用万能材料试验机进行拉伸和弯曲测试,测试样品的拉伸强度、弹性模量、断裂伸长率等力学性能参数。
3. 热性能测试:采用热重分析仪和热差式扫描量热仪进行测试,评估样品的热稳定性、热变形温度等参数。
4. 降解性能测试:采用水解和体外降解测试方法,评估样品的降解速率和降解产物。
四、研究预期结果1. 确定最佳的制备工艺和配比,制备出优异的PCL/PSO/EP复合材料。
2. 评估复合材料的力学性能、热性能和降解性能,为其在生物医学领域的应用提供基础数据。
3. 发现复合材料的特殊性能,为其在材料工程领域的开发应用提供新的思路。
聚氨酯对环氧树脂增韧性能研究
聚氨酯对环氧树脂增韧性能研究张萌;葛雪松;吴琳;李刚;于奕峰;姜义军;陈爱兵【摘要】利用甲苯二异氰酸酯(TDI)和聚丙二醇(PPG)合成不同结构的端—NCO聚氨酯(PU)预聚体,然后由聚氨酯预聚体与环氧树脂进行接枝反应,制备聚氨酯改性环氧树脂.研究了聚氨酯预聚体结构和用量对改性环氧树脂力学性能的影响规律.结果表明,当聚醚多元醇选用PPG1000,且TDI:PPG=2:1时,制得的聚氨酯预聚体对环氧树脂的增韧效果最好,当ω(PU预聚体)=10%时,改性环氧树脂的应变和拉伸强度分别达到84.7%和27.1 MPa,是改性前的30.47倍和3.04倍.通过扫描电镜对聚氨酯的增韧机理进行了研究,发现改性前环氧树脂为脆性断裂,聚氨酯改性后的环氧树脂断裂时银纹明显增多,为韧性断裂.【期刊名称】《应用化工》【年(卷),期】2018(047)009【总页数】4页(P1850-1853)【关键词】环氧树脂;聚氨酯;接枝改性【作者】张萌;葛雪松;吴琳;李刚;于奕峰;姜义军;陈爱兵【作者单位】河北科技大学化学与制药工程学院,河北石家庄 050018;中国科学院青岛生物能源与过程研究所,山东青岛 266100;青岛职业技术学院生物与化工学院,山东青岛 266100;河北科技大学化学与制药工程学院,河北石家庄 050018;河北科技大学化学与制药工程学院,河北石家庄 050018;中国科学院青岛生物能源与过程研究所,山东青岛 266100;河北科技大学化学与制药工程学院,河北石家庄050018【正文语种】中文【中图分类】TQ323.5;TQ433.4+3环氧树脂(EP)具备良好的物理粘接性、化学稳定性、介电性等特点,在建筑、航空航天以及集成电路等领域[1-5]得到广泛的应用。
但EP固化后质脆、抗冲击性能差,限制了其广阔的发展。
近年来研究较多的EP增韧剂有橡胶弹性体、刚性粒子、热塑性树脂、液晶聚合物、超支化聚合物等[6-10],其中聚氨酯凭借其丰富的柔性链段和较高的相容性得到研究者们的广泛关注[11-15]。
聚氨酯胶粘剂的研究进展、合成、改性与应用
技术研讨与交流II畫驚器&扯◎啊蛋虧0◎腮收稿日期:2018-12-17作者简介:李国遵(1988-),男,硕士,主要从事聚氨酯、聚豚的研发工作,发表多篇论文、专利。
E-mail:liguozun@。
聚氨酯胶粘剂的研究进展、合成、改性与应用李国遵,高之香,李士学,李建武,陈雨,赵苗(三友(天津)高分子技术有限公司,天津300211)摘要:通过查阅国内外相关文献资料,简要阐述了聚氨酯胶粘剂的性能、结构、合成、改性及应用等相关内容,综述了聚氨酯胶粘剂目前国内外的研究现状及研究进展,并对聚氨酯胶粘剂的发展做了展望。
关键词:聚氨酯胶粘剂;合成;改性;应用;研究进展中图分类号:TQ433.4+32文献标识码:A文章编号:1001-5922(2019)05-0177-04随着科学技术的发展,我国胶粘剂工业持续快速发展。
硅树脂、聚氨酯、环氧树脂、丙烯酸酯和其他各种胶粘剂广泛应用于各个领域円。
聚氨酯(PU)胶粘剂优异的机械性能、良好的耐低温性、耐酸碱性、耐油污性和与基材良好粘合性在众多材料中脱颖而出“。
聚氨酯胶粘剂是分子链中含有氨基甲酸酯基团(-NHCOO-)或(和)异氤酸酯基团(-NCO)的粘合剂。
分子链中大量的氨基甲酸酯、基甲酸酯、缩二和其他基团赋予聚氨酯胶粘剂优异的性能“81o1异氧酸酯聚氨酯胶粘剂的研究现状聚氨酯胶粘剂的合成是基于异氤酸酯独特的化学性质。
异氤酸酯是分子中含有异氤酸酯基团(-NCO)的化合物,该基团具有重叠双键排列的高度不饱和键结构,能与各种含活泼氢的化合物进行反应。
在聚氨酯胶粘剂领域,主要使用含有2个或多个-NCO特征基团的异氤酸酯。
根据产品在光照下是否发生黄变现象将聚氨酯胶粘剂分为通用型异氤酸酯聚氨酯胶粘剂和耐黄变型异氤酸酯聚氨酯胶粘剂。
1.1通用型异氧酸酯聚氨酯胶粘剂的研究现状通用氤酸酯,即芳香幅氤酸酯是目前聚珮工业使用最广泛的异氤酸酯,由于结构中与苯环相连的亚甲基易被氧徳解团Wt料处黄变罷常用的W1W氤酸酯有TDI、MDI和PAPI等。
环氧树脂改性MDI型聚氨酯弹性体的性能研究
14 性能 测试 .
∞ ∞∞∞ ∞加mO m
应力 应变 性 能 ( 伸 强 度 和 伸 长 率 ) G / 拉 按 BT 5 8 19 2 - 9 8标准 测 试 ; 裂 强 度 按 G / 2 - 1 9 撕 B T59 99 标 准测定 ; 氏硬度 按 G / 3 — 19 邵 B T5 1 9 9标 准测 定 。 热 失重分 析采 用 德 国 N tsh公 司 的 S A 4 C e c n T 49
锡树 脂 厂 ; 合催 化剂 , 酚与有 机锡 混合物 , 复 苯 自制 。
1 2 主 要设 备与 仪器 .
强 的 电负性 , 有 吸 电效 应 , 而 使 得 C原 子 具 有 具 从 强 的亲 电性 , 在催 化剂 作用 下 , 与具有 电负性 的环 氧
基 中 0原 子进 行亲 核 加成 反 应 , 成 五元 有 机 杂 环 生 基 团一 嗯唑烷 酮 结 构 。环 氧 树脂 中的 环 氧 基 与 异氰
对所 制得环 氧树脂 改性 MD 型 P I u弹性 体进 行
热失 重分 析 , 与未 改性 弹性体 进行 比较 , 并 结果 见 图 2其 初始 失重 温度 、% 、0 的失 重温 度见 表 1 , 5 1% 。
10 0
9 0 8 0
后脱模 , 在 10~10℃ 的烘 箱 中后硫 化 2 , 并 1 2 4h 即
了聚氨 酯预 聚体 , 在预 聚体 固化 剂 中掺 入 环氧 树脂 , 制备 了环氧 树 脂 改性 MD 型聚氨 酯弹性 体 , I 并 对 弹性体 的结构 和性 能进行 表征 。结果表 明 , 环氧 树脂 改性 MD 型聚 氨 酯 弹性体 中存 在 嗯 唑烷 酮 I
新能源领域复合材料中聚氨酯树脂的性能研究
新能源领域复合材料中聚氨酯树脂的性能研究摘要:本研究聚焦于新能源领域中聚氨酯树脂增强复合材料的性能研究,旨在探索其在高性能应用中的潜力。
在新能源技术迅速发展的背景下,对高效、耐久的复合材料的需求日益增长。
本研究采用了标准化的实验方法,对聚氨酯树脂的基本物理和化学性能进行了系统评估,并进一步研究了其在不同复合材料中的性能表现,包括力学强度、热稳定性和耐久性。
通过对聚氨酯树脂增强的复合材料进行详细的测试和分析,旨在揭示其在新能源领域中的应用前景。
预期研究结果将为新能源领域提供更高性能、更环保的材料选择,推动技术创新和可持续发展。
关键词:聚氨酯树脂,复合材料,新能源领域1. 引言在当今新能源领域的高性能复合材料研究中,聚氨酯树脂的角色日益凸显。
如图1所示,聚氨酯树脂是由多元醇和异氰酸酯两种成分通过共聚作用形成的聚合物,该结构展现了其在分子层面的独特性[1]。
这种结构的特殊性质使得聚氨酯树脂在弹性、耐久性和机械强度等方面具有显著优势,这对于新能源设备中关键部件的性能至关重要。
随着新能源技术对材料性能的要求日趋严格,深入探究聚氨酯树脂的微观结构和宏观性能之间的关联,对于推进新能源领域的技术创新和材料科学的发展具有重要意义[2]。
文章将对聚氨酯树脂的合成机制、结构特性以及其在复合材料中的应用性能进行全面的探讨。
通过对其分子结构进行细致的分析,旨在揭示聚氨酯树脂如何通过分子间的相互作用和排列,影响最终复合材料的物理和化学性质。
图1 聚氨酯树脂的组成和作用2. 材料与方法2.1 实验材料的选择与准备本研究选用的多元醇成分为工业级聚醚多元醇,平均分子量约为2000-3000g/mol,水分含量控制在0.05%以下,确保反应活性。
异氰酸酯成分选择的是纯度高于98%的4,4'-二苯甲烷二异氰酸酯(MDI),并通过真空脱气处理去除微量水分,以防止在合成过程中产生气泡或不完全反应。
催化剂使用三乙胺和二丁基锡二月桂酸酯,其用量精确至0.01 wt%,以调控反应速率和交联密度。
聚氨酯改性环氧树脂固化动力学
1前言环氧树脂是一种热固性树脂,因其有优异的粘结性、机械强度、电绝缘性及良好的工艺性等特性,而广泛应用于胶粘剂、涂料、复合材料基体等方面,但其质脆、耐热性、抗冲击韧性差等缺点限制了其更大的用。
因此对它进行改性是一个非常活跃的研究领域。
其中改善环氧树脂的韧性、强度和耐热性是环氧树脂材料改性的重要方向。
通常的增韧环氧树脂的改性方法都是以降低环氧树脂的刚性和耐热性为代价的。
互穿聚合物网络技术(IPN)自问世以来,因IPN的协同效应可使聚合物的冲击强度、模量、断裂伸长、硬度和耐热性等同时比每一组分的高而引起广泛重视。
聚氨酯(PU)改性环氧树脂互穿聚合物网络体系能同时具有耐高低温、高强度、高韧性等特点,具有广阔的应用前景。
因此,开展环氧树脂的聚氨酯(PU)改性研究工作,能够为PU改性环氧树脂互穿聚合物网络体系的设计获得理论依据具有很重要的意义。
固化工艺会对环氧树脂固化物的性能产生重要影响。
PU改性环氧树脂固化反应的研究对材料性能的提高与固化工艺的设计十分关键,而相关的PU改性环氧树脂固化反应研究的文献报道甚少。
为此,本研究选用聚乙二元醇(PEG)和甲苯二异氰酸酯(TDI)作为原料,合成端异氰酸酯基聚氨酯预聚体;采用该预聚体、固化剂(N,N-二甲基苄胺)对环氧树脂体系进行改性,并通过时差扫描量热法(DSC)分析,探讨聚氨酯改性环氧树脂体系的固化反应。
1.1 环氧树脂的定义及发展简史1.1.1 定义环氧树脂(Epoxy Resin)是泛指含有两个或两个以上环氧基,以脂肪族、脂环族或芳香族等有机化合物为骨架并能通过环氧基团反应形成有用的热固性产物的高分子低聚物(Oligomer)。
但聚合度为零时,称之为环氧化合物,简称环氧化物(Epoxide)。
这些低相对分子量树脂虽不完全满足严格的定义但因为具有环氧树脂的基本属性在称呼时也不加区别的统称为环氧树脂。
环氧树脂是一种从液态到黏稠态、固态多种形态的物质。
它几乎没有单独的使用价值,只有和固化剂反应生成三维网状结构的不溶不熔聚合物才有使用价值,因此环氧树脂属于热固性树脂,属于网络聚合物范畴。
新型环氧树脂改性水性聚氨酯的合成与性能研究
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望化学试剂有 限公 司; 酮 : 海东 懿化 学试 剂公 司 ; 丙 上 以上 均
为工业级 。三 乙胺 ( E : T A) 上海宁新 化工试 剂厂 ; 二月桂 酸二
丁基锡 ( T一1 ) 辛 酸 亚 锡 ( 2、 T一9 : 京 化 工 三 厂 ; 上 均 为 )北 以 分析纯 。
对聚氨酯改性环氧树脂的探究
聚氨酯改性环氧树脂的 动态力学性能(DMTS)
EP 和m-EP 的DMTS 曲线分别如 Fig . 4、Fig. 5 所示。Fig. 5 中有两个内耗峰, 即m-EP有两个T g , 为两相体系, 这跟DSC 测试 结果一致。比较两图可知, m-EP 有较高的T g ; 经聚氨酯接枝的EP 不仅内耗峰高, 而且内耗峰向高温 方向拓展, 温域变窄。可见, 在分 子中引入接枝链, 是提高EP 阻尼 性能的有效方法。
结语
一.( 1) 两端为- NCO 基团的PU 分子链成功接枝到环氧树脂的分子链上。 二.经PU 改性环氧树脂的T g 提高, PU链段含量为30% 的改性EP, T g 从92 e 提高到104 e ; 而且DSC 曲线出现两个玻璃化转变。 三.( 3) PU 链段的引入能显著提高EP 的冲击强度, 改性后EP 的冲击强度是未改性的两倍多; 随 着PU 链段含量的增多, EP 的弯曲强度、硬度降低。 四.( 4) 经PU 链段接枝改性的EP 内耗峰提高, 说明阻尼性能变好; 而且其内耗峰向高温方向拓展, 温域变窄。
聚氨酯原料配比对改性环氧树脂性能的影响
PUR不同原料配比对改性环氧树脂性能的影 响见表2 。从表2 可见, 当直接用聚乙二醇 作为改性剂加人环氧树脂体系时, 拉伸、冲 击、弯曲性能都很差, 可见游离的低分子量 二醇类起不到改性作用, 主要是聚氨酯的作 用。当TDI:聚乙二醇为1:3 左右时, 拉伸、 冲击、弯曲强度皆佳, 这是因为聚氨酯中的 酰胺基团中存在着极性的羰基和活泼的仲胺 氢原子, 可以与环氧树脂中的环氧基开环交 联, 使聚氨酯的柔性链与环氧树脂以化,这样就达到了既增韧又增强的目 的。
环氧树脂具有优良的粘结力的机械强度,但缺乏韧性, 往往呈脆性状态。而聚氨酯则具有 极佳的柔韧性和弹性。因此, 探索用聚氨酯来改性环氧树脂。 实验部分 SK 3 聚氮醋一环级树脂的合成 在装有搅拌器、温度计和通氮气阀门、连接减压真空泵的四口反应器中, 放入端经基聚醚 ,加热、抽真空, 排除水份及空气。冷至60℃ , 通氮气保护、滴加称量的异氰酸酯, 加热 , 搅拌保温, 得到异氛酸酯封端的氨酯予聚体。然后加入称取的环氧树脂, 在氮气中加热 , 不断搅拌, 进行反应。经红外光谱分析证实NCO 基团全部耗尽为止, 反应完成。如图1 和图2 所示。
聚氨酯改性环氧树脂胶黏剂的研究
聚氨酯改性环氧树脂胶黏剂的研究一. 选题的目的及意义:聚氨酯(PU)是一类常用的高分子材料,以甲苯-2,4-二异氰酸酯(TDI)和二醇类为原料合成,结构中既有柔性的C-C链和C-O-C链,又有活性的酰胺基团,与环氧树脂相容性好。
改性后的环氧树脂(EP)强度和韧度都得到提高,特别适用于环氧浇注、环氧涂料等方面,具有良好的应用前景。
二. 选题的国内外研究概况和趋势(设计只介绍相应产品的用途、作品的应用等)胶黏剂的一类古老而又年轻的材料,早在数千年前,人类的祖先就已经开始使用胶黏剂。
到上个世纪初,合成酚醛树脂的发明,开创了胶黏剂的现代发展史。
胶黏剂是具有良好粘结性能的物质,特别是合成胶黏剂强度高,对材质不同的重金属与非金属之间均可实现有效粘结,并且已经在越来越多的领域代替了机械粘结,从而为各行业简化工艺、节约能源、降低成本,提高经济效益提供了有效途径。
全球胶黏剂、密封剂和表面处理剂市场总规模约500亿欧元(680亿美元),其中工业胶黏剂市场占44%的份额。
上世纪90年代,我国胶黏剂进入了一个高速发展的新阶段。
本世纪前8年,随着我国改革开放的不断深入,胶黏剂工业整个发展势态越来越好。
据中国胶黏剂工业协会统计,2004年、2005年和2006年我国胶黏剂产量分别为22.7万吨、251.7万吨和280.2万吨,年均增长率分别外14.32%、10.44%和11.32%,2007年和2008年产量为313.5万吨和344.8万吨,产量不断增加应用领域不断扩展。
去年下半年,由于遭受美国、系,西欧和世界金融危机的影响,今年一季度开始,我国合成材料工业及其胶黏剂工业也受到一定影响。
据预测今年胶黏剂产量可望达到372.38万吨,增长速度比去年有所下降。
如上所述,由于受国际金融危机的影响,今年我国采取了一系列产业结构调整政策和财政支持政策,进一步扩大内需,保增长,渡难关,上水平,如果没有受到其他影响,2012年后我国又将以崭新姿态出现在世人面前,2015年,即“十二五”计划末,我国胶黏剂产量将突破600万吨大关。
对聚氨酯改性环氧树脂的探究-PPT精品文档
PUR改性环氧树脂的制备 改性环氧树脂固化工艺条件 将一定量的环氧树脂、上述 改性环氧树脂以甲基六氢苯 PUR树脂加人反应器中, 加 酐为固化剂, 以N,N一二甲基 热至80 ℃ , 反应30min 左右, 苄胺为促进剂, 按一定比例 即得PUR 改性的环氧树脂 配制浇注液,在80℃下浇注, 〔简称改性环氧树脂) 并在80℃凝胶化5h,然后升 温至140℃,固化8 h。
结论
在环氧树脂体系中引人聚氨酯改性剂, 对材料的力学 性能有较大改善, 与普通的塑性增韧不同的是, 聚氨酯 不仅能增韧、还能增强环氧树脂。以聚乙二醇、TDI 为原料的聚氨酯改性效果最佳; 以羟基硅油代替部分 聚乙二醇为原料的聚氨酯改性环氧树脂亦有较大的潜 力。
聚氨酯接枝改性环氧树脂的制备和性能
环氧树脂是一种热固性树脂, 因其有优异的粘接性、力学强度、电绝缘性及良好的加工 工艺性等特性而广泛应用于胶粘剂、涂料、复合材料基体等方面, 但因其质脆、抗冲击 韧性差等缺点限制了其应用范围 。聚氨酯弹性体( PUE) 具有优异的耐磨性能、较高撕 裂强度、伸长率大、硬度范围宽、减震效果好等优异性能 。而聚醚型聚氨酯结构中, 有 柔性的C-O-C 链, 且与环氧树脂相容性好, 这些是聚氨酯改性环氧树脂的有利因素。
通过用聚醚多元醇合成主链两端为异氰酸酯基团的PU 预聚体, 并控制异氰酸根与环 氧树脂中羟基的反应, 把PU 链段接枝到环氧树脂主链上以改性环氧树脂; 并环氧树脂的分子结构、热性能、动态力 学性能以及断面形貌的影响。
聚氨酯改性的环氧树脂的红外分析
对聚氨酯改性环氧树脂的探究
概述
长期以来, 人们采用各种物质对环氧树脂进行增韧, 经常使用的有低 分子量聚酰胺、聚醚、聚砜及邻苯二甲酸酯等, 即所谓的塑性增韧 机理。塑性增韧存在的问题当材料的韧性得到改进的同时, 材料的 力学性能遭到破坏。因此, 如何解决增韧与增强的矛盾成为新的研 究课题。 聚氨酯(PUR )是一类常用的高分子材料, 广泛应用于国民经济各领 域。以甲苯一2 ,4 一二异氰酸酯(TD I) 和聚二醇类为原料合成的聚 氨酯结构中, 既有柔性的C -C 链和C一0 一C 链, 又有活性的酰胺基 团, 且与环氧树脂相容性好, 这些是聚氨酯改性环氧树脂的有利因素 。若能够以S i-O - Si链替代部分C - 一O 一C 链, 材料的韧性和强度 还应有进一步的提高,。改性后的环氧树脂, 强度和韧性都得到提高, 特别是用于环氧浇注、环氧涂料或环氧油墨等方面, 应用范围扩大, 使用寿命提高, 具有良好的应用前景。
环氧树脂改性水性聚氨酯胶粘剂的合成与性能
厂 ; 月桂 酸 二 丁基 锡 ( 一 2 、 酸 亚 锡 ( ) 二 T 1)辛 T ,
收稿 日期:0 7 o— 4; 回日期 :0 7 o 一 2 20—31 修 20一4 l。
作者简介: 谢伟(9 2 )安徽省蒙城县人 , 18 - , 在读硕士研究生 , 主要从事水性聚氨酯树脂的研究。E m i m s f18 2 . m - a : ye l2 @1 e l l 6o
D A和 E 5 ,0℃左右反 应 l ; MP 一 l7 最后 加入扩链 剂 h
足人们 的需要 , 如胶 膜力学性 能不佳 , 耐化学性 和耐 水、 耐溶 剂性不 好 , 度低 等 。为 了改善 WP 硬 U乳 液
的涂 膜 性 能 及 扩 大 WP 的应 用 范 围 ,就 必 须 对 U
WP U乳液进行 适 当的改性 。 环 氧树脂 因具有 良好 的粘 接性 能 、 高模 量 、 高强
T MP和 D G, 用丙 酮 调节体 系 的粘度 , 6 E 并 在 0℃时 反 应至 一 C N O含 量不再 变化 , 温至 4 降 0℃出料 。将 上述 合成好 的预 聚体用 T A中和 , E 加水进行 高速 乳 化 , 到水性 聚氨酯乳 液 。 得 减压 蒸馏脱 去溶剂丙 酮即
维普资讯
20 年 6月第 l 卷 第 6期 07 6
Vo.6No6J n2 0 1 .,u .0 7 1
中 国胶 粘 剂
C N HEsV HI A AD J ES 一 5 一
环氧树脂改性水性聚氨酯胶粘剂 的合成与性能
谢 伟 ,许 戈 文 ,周 海 峰 ,纪 学顺
的机 理 , 提高 内交联程 度 , 从而 合成性 能优异 的改性
水性 聚氨酯乳 液 。
环氧树脂用KH550开环改性水性聚氨酯涂料的合成及性能研究
环氧树脂用KH550开环改性水性聚氨酯涂料的合成及性能研究黎兵;王焕;许戈文【摘要】由于环氧树脂中环氧基团的存在,在合成环氧树脂改性水性聚氨酯预聚体和后扩链过程中,会消耗部分-NCO、胺类扩链剂,对整个合成的配方设计造成影响,重现性也差.通过KH550中的伯胺先打开环氧基团,然后改性的水性聚氨酯作为大分子扩链剂接到水性聚氨酯预聚体中,成功制备了稳定的水性聚氨酯乳液.通过傅里叶变换红外光谱和接触角测量仪对树脂的结构进行了表征.研究结果表明:KH550成功打开了环氧基团,并且树脂接上了有机硅类功能性材料,使得合成的树脂接触角大大提高.【期刊名称】《涂料工业》【年(卷),期】2010(040)003【总页数】5页(P1-5)【关键词】环氧树脂;KH550;改性;水性聚氨酯;性能【作者】黎兵;王焕;许戈文【作者单位】安徽大学化学化工学院,安徽省绿色高分子材料重点实验室,合肥,230039;安徽大学化学化工学院,安徽省绿色高分子材料重点实验室,合肥,230039;安徽大学化学化工学院,安徽省绿色高分子材料重点实验室,合肥,230039【正文语种】中文【中图分类】TQ630.4随着环保法规的逐渐加强,低VOC(甚至零VOC)、无毒、无污染的新材料水性聚氨酯越来越受人们的重视。
水性聚氨酯广泛应用于粘接剂、涂料、纺织、印染、制革等工业领域。
但未经改性的水性聚氨酯乳液存在耐水性差、机械强度不够等缺点,较大程度上限制了其应用领域。
有机硅化合物是一种特殊高分子化合物,它们兼有无机化合物和有机化合物的特性,具有耐低温、耐老化、憎水、耐有机溶剂,耐辐射等许多优异性能,而且有机硅化合物还能赋予涂层杰出柔软性和爽滑性,有丝绸手感或蜡感。
环氧树酯(EP)具有许多优良的性能、机械强度高,粘附力强,成型收缩率低,化学性能稳定。
目前,含有氨基的有机硅氧烷改性水性聚氨酯主要有两种方法,一种是在合成过程中将氨基硅油引入聚氨酯链段中,但由于氨基硅油突出的反应活性以及与聚氨酯溶解度的差异,所以聚合反应都需要在溶剂的存在下进行,存在环境污染问题,使它们的应用受到限制;另一种是在预聚体乳化的过程中扩链引入氨基硅油[1]。
氨基树脂改性环氧树脂的合成与性能研究
氨基树脂改性环氧树脂的合成与性能研究摘要氨基树脂改性环氧树脂是一种重要的高性能复合材料,具有优异的力学性能、耐磨性和耐腐蚀性。
本文主要介绍了氨基树脂改性环氧树脂的合成方法和其对于材料性能的影响。
引言随着科学技术的不断发展,对于更高性能的材料需求也越来越大。
氨基树脂改性环氧树脂以其优异的性能在航空航天、汽车制造和化工等领域得到广泛应用。
氨基树脂作为一种重要的改性剂,可以提高环氧树脂的热稳定性、耐腐蚀性和机械强度。
合成方法氨基树脂改性环氧树脂的合成方法主要有两种:一种是预聚物溶液法,另一种是原位反应法。
预聚物溶液法是将氨基树脂和环氧树脂预先混合,通过缩聚反应形成氨基树脂改性环氧树脂。
这种方法可以通过调节氨基树脂的含量和反应温度来控制改性程度,同时也可以控制改性后的材料的硬度和柔韧性。
原位反应法是在环氧树脂合成的过程中加入适量的氨基树脂,使其与环氧树脂原位反应形成改性产物。
这种方法可以简化合成工艺,但对于反应条件的控制要求较高。
性能研究氨基树脂改性环氧树脂的性能研究主要包括力学性能、热稳定性和耐腐蚀性。
力学性能是评价材料使用性能的重要指标,包括弯曲强度、拉伸强度和冲击强度等。
研究发现,适量的氨基树脂改性可以使环氧树脂的力学性能得到明显提升,特别是在冲击强度方面的提升效果较为显著。
热稳定性是指材料在高温条件下的稳定性能。
氨基树脂的引入能够提高环氧树脂的热稳定性,使其能够在高温环境下保持良好的性能。
研究结果表明,合成的氨基树脂改性环氧树脂在高温下具有较强的耐热性和耐氧化性。
耐腐蚀性是指材料在腐蚀介质中能否保持良好的性能。
由于氨基树脂本身具有良好的耐腐蚀性,因此改性后的环氧树脂也能够具备较强的耐腐蚀性能。
研究表明,氨基树脂改性环氧树脂在酸和碱等强腐蚀介质中表现出良好的耐蚀性。
应用前景氨基树脂改性环氧树脂以其优异的性能在航空航天、汽车制造和化工等领域得到广泛应用。
航空航天领域对材料的力学性能和耐热性要求较高,氨基树脂改性环氧树脂能够满足这些需求;汽车制造领域对材料的耐腐蚀性和耐磨性要求较高,氨基树脂改性环氧树脂也能够满足这些要求;化工领域对材料的耐腐蚀性和耐热性要求较高,氨基树脂改性环氧树脂同样能够胜任。
聚氨酯增韧改性环氧树脂胶粘剂的性能研究
聚氨酯增韧改性环氧树脂胶粘剂的性能研究摘要:采用NCO基聚氨酯预聚体与环氧树脂反应制备了改性环氧树脂。
研究了聚氨酯预聚物含量、活性稀释剂含量和异氰酸酯的结构对改性环氧树脂粘度和粘接性能的影响。
结果表明,改性环氧树脂的粘度随PU预聚物含量的增加而逐渐增加,随活性稀释剂含量的增加而逐渐降低,相同条件下不同二异氰酸酯改性环氧树脂的粘度顺序为IPDI型>MDI型>TDI型。
当PU预聚体含量为20%时,铝板/铝板的抗剪强度最大(7.82Mpa)。
当PU预聚体含量为10%时,铁板/铁板的抗剪强度最大(11.70Mpa)。
TDI类型和IPDI改性环氧树脂的粘接性能优于MDI改性环氧树脂。
关键词:环氧树脂;聚氨酯;化学改性;粘接性能1前言随着环保法规的日益严格和人们环保意识的逐渐增强,水性聚氨酯(WPU,以水代替有机溶剂)作为分散介质的新型聚氨酯体系已广泛应用于涂料、胶粘剂、皮革涂饰剂等方面。
作为理想的水性聚氨酯胶粘剂还应具备附着力大、粘接强度高、耐水、耐溶剂和耐热性好等优点。
由于水的表面张力大,对疏水性基材的润湿性差,影响胶粘剂的粘接性能,加之水性聚氨酯分子链上含有的离子和反离子,会影响材料的耐水性能,而使其应用受到限制。
环氧树脂(EP)为多官能团化合物,具有粘接性好、强度高和耐水,耐化学品性好和热稳定性好等优点,可直接参与WPU的合成反应,而将支化点引入聚氨酯主链而形成部分网状结构,从而达到改性的目的。
环氧树脂改性水性聚氨酯的方法除机械共混法外,根据环氧树脂的加入次序还分为共聚法和共混法。
共聚法是在合成预聚物时将多元醇、二异氰酸酯、和环氧树脂一起加入,合成端NCO基预聚物,然后再依次进行扩链、中和分散,制得水性聚氨酯。
共混法则是先将多元醇、二异氰酸酯进行反应合成端NCO基预聚物,然后将亲水扩链剂和环氧树脂同时加入,反应一定时间后,再中和、分散、扩链制得水性聚氨酯。
共聚法由于所合成预聚体的粘度较大而难于得到稳定的胶粘剂。
IPN结构聚氨酯改性环氧树脂的性能研究
( eat e t f t as nier g Mi yn oa o a adT c n l yC l g , ih a a yn 2 0 1D p r n o e l E g ei , a agV ct nl n eh oo o ee Se u nMi ag6 0 ; m Ma r i n n n i g l n 1 0
ct a tepo e ypre t eo o uehn rplm r P P nT E一 5 Me H A e oyrs a rv e ae t th rp r ecna f l rta epe o e( U )i D 8 / T P px ei cni oem — dh t g py y n mp
关键词 : 聚氨酯 ; 环氧树脂 ; ; 改性 拉伸强度 ; 冲击强度 ; 热稳定 性
中 图分 类号 :Q 2 . T 335
文 献标识 码 : A
文章编 号 : 0 — 672 1)4 08 — 3 1 1 97 (02 1 — 06 0 0
T e P o e te fEp x sn M o i e y I N t u t r o y r t a e h r p r iso o y Re i d f d b P S r c u e P lu e h n i
m r ntok IN) h iee cs f o ie ytm m c a i n ema s b i eedsu sd h eutn i es e r (P .T ed frne d idss eh nc a dt r l t it w r i s .T e slid— w f om f e l a h a ly c e r
环氧树脂改性MDI型聚氨酯弹性体的性能研究_甄建军
表 4 两种 MDI 型 PU 弹性体在不同温度下的力学性能
温度 / ℃
邵 A 硬度 拉伸强度 / MPa 扯断伸长率 /% 撕裂强度 / MPa
常温
80
100
E-51
E-51
E-51
未改性
未改性
未改性
改性
改性
改性
89
90
86
90
84
88
33. 2 36. 5 13. 0 10. 0 11. 2 8. 0
485 565 301 316 252 283
97
94
65
53
51
48
由表 4 可以看出,在常温下,环氧树脂改性 MDI 型 PU 弹性体的综合力学性能较未改性的稍差,这 是因为弹性体的微相分离程度是影响其力学性能的 主要因素之一,改性后的 MDI 型 PU 弹性体的微相 分离程度降低,从而造成常温力学性能略差。但在 80 ℃ 和 100 ℃ 时,由于随温度的升高,分子运动加 剧,硬段中的分子逐渐融入到软链段中,两者的微相 分离程度都降低,微相分离对材料力学性能的影响 也逐渐变小,所以使得在 80 ℃ 和 100 ℃ 的较为 软段,以 4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯 ( MDI) 为硬 段,合成了 PU 预聚体。在固化过程中,以环氧树脂
E-51 作为改性剂,制备了环氧树脂改性的 MDI 型 PU 弹性体,并对其耐热性能与未改性的 MDI 型 PU 弹性体进行了对比分析。
1 实验部分
将一定量熔化的 PEPA 加入三口烧瓶中,并在 110 ~ 120 ℃ 的温度下真空( 0. 67 Pa) 脱水 2 ~ 3 h, 然后冷却至 60 ~ 70 ℃ 后,加入计量好的 MDI,快速
环氧树脂改性水性聚氨酯的制备及其性能研究
34 0 ) 10 6
摘 要 :以异佛 尔酮二 异氰 酸 酯(P I 、 酯 多元 醇 ( E A) ID ) 聚 P D 为主 要 原料 , 羟 甲基 丙酸 ( MP 二 D A) 为 亲水性 扩链 剂 , 过添加 不 同种 类和不 同含 量 的环 氧树 脂 ( 一2 E 5 ) 行 改性 , 成 了环 氧树 通 E 1 、 -1 进 合
8 时, % 制备 的 E U乳液 和胶 膜 的性 能较好 。 WP
关键 词 :环氧 树脂 ; 水性 聚氨 酯 ; 改性 中图分类 号 : Q 3 3 8 T 2 . 文 献标识 码 : A 文章 编号 :0 5—10 ( 0 9 0 0 4 0 10 9 2 20 ) 6— 0 2— 4
高强度 和热 稳定性 好 等特 点 , 已成 为应 用 广 泛 的 早 热 固性 材 料 。在 WP 的 改 性 反 应 中 , 用 环 氧 U 利
一
司 ; 酚 A 型 环 氧 树 脂 , 号 E5 环 氧 值 双 型 -1( 0 5 o 10g 羟值 1.8m K H g 、 号 E1 .4m l 0 , / 56 g O / ) 型 一2 ( 氧 值 0 1 o 10g 羟值 10 1 g O / ) 环 . 1m l 0 , / 6.6m K H g , 工业 级 , 江苏 三木 化 工有 限公 司 ; 乙胺 ( E 、 三 T 析 仪 , s rzr 00型 , lco r 激 Mats e- 0 ei 2
英 国 Ma e l r 司 ; 转 粘度 计 , D -S型 , 海 精 v n公 旋 N J8 上 天 电子仪 器有 限公 司 , 测 试 的乳 液 固体 质量 分 数 所 均用 去 离子水 统一 调节 为 2 % ; 力试 验机 , W一 5 拉 WD
“环氧树脂改性水性聚氨酯”资料汇总
“环氧树脂改性水性聚氨酯”资料汇总目录一、木质素基环氧树脂改性水性聚氨酯的制备及其性能研究二、环氧树脂改性水性聚氨酯胶粘剂的合成研究三、环氧树脂改性水性聚氨酯的合成研究四、丙烯酸树脂—环氧树脂改性水性聚氨酯的研制五、环氧树脂改性水性聚氨酯乳液的制备与研究木质素基环氧树脂改性水性聚氨酯的制备及其性能研究随着环保意识的日益增强,水性聚氨酯作为一种环境友好型的高分子材料,在许多领域得到了广泛的应用。
然而,水性聚氨酯的耐水性、耐化学腐蚀性等性能仍有待提高。
为了改善这些性能,研究者们开始探索如何将木质素基环氧树脂应用于水性聚氨酯的改性中。
木质素基环氧树脂的制备主要分为两个步骤:首先是木质素的预处理,包括去除杂质和降低极性;其次是环氧化的过程,通过氧化剂将木质素转化为环氧树脂。
制备得到的水性聚氨酯,其制备方法主要包括聚合物合成和乳化两个步骤。
将木质素基环氧树脂与水性聚氨酯进行混合,再通过乳化剂的作用形成稳定的水性分散体。
改性后的水性聚氨酯在物理性能、耐水性、耐化学腐蚀性等方面均有所改善。
这主要归功于木质素基环氧树脂的优良性能,如良好的耐热性、耐化学腐蚀性和绝缘性等。
木质素基环氧树脂的引入还提高了水性聚氨酯的粘附力,使其在复合材料、涂料等领域有更广泛的应用前景。
通过对木质素基环氧树脂改性水性聚氨酯的制备及其性能研究,我们发现这种改性材料具有良好的环保性能和优异的物理性能,有望成为未来水性聚氨酯的重要发展方向。
然而,如何实现木质素基环氧树脂与水性聚氨酯的均匀混合,以及如何在保持材料性能的同时降低生产成本,仍是需要进一步研究的问题。
环氧树脂改性水性聚氨酯胶粘剂的合成研究随着环保意识的日益增强,水性聚氨酯胶粘剂因其无毒、无污染的特性,在许多领域得到了广泛应用。
然而,纯水性聚氨酯胶粘剂往往存在粘附力低、耐水性差等缺点,限制了其应用范围。
为了改善这些性能,环氧树脂改性水性聚氨酯胶粘剂成为了研究的热点。
本文旨在探讨环氧树脂改性水性聚氨酯胶粘剂的合成方法及其性能。
环氧树脂改性水性聚氨酯合成与表征
从表 1 出随着 环氧树 脂添加 量 的增大 ,胶膜拉 看 伸 强度和 耐 水 性提 高 , 断裂伸 长 率 和存 储 稳 定性下 降。一方 面环 氧树脂是 一种 多官 能团的聚合物 ,其加
W 1
异佛尔酮二异氰酸酯( ຫໍສະໝຸດ ,日本三井) I I P ;聚醚二
1 .T A 试 .4 G 测 3
醇N 2 0Mn 10 ,南京金陵石化总公司1 . 1( = 00 ;二羟 甲基 采用德 国耐驰公 司 同步热 分析仪4 9 3 4 F ,测试温 丙 酸( MP D A,工业品 ,瑞士P rtp公司) es o ;环氧树脂 度 5 ℃一5 ℃ ,升 温 速 率 2 ℃/ i. 0 50 0 mn
学 性 能 的影 响 。
将 膜 剪 成 2 m ×2 md 方 块 ,称 重 ( ) c c ' W ,在 水 浸 泡 2h 4 ,取 出 后 吸 干 表 面 上 的液 体 ,称 重 ( ) W ,计 算
其在水 中的吸水率 。
1 实验 部 分 、
11 . 实验 原料 及 试 剂
吸水率w% :— Wl× 0 % W2 - 10
E l( 肥 工 业 大 学 化 工 厂 ) ; 以上 均 为 工 业 级 别 。 5 合
一
135MC .. C测 试
缩二 乙二醇( E D G,上海 化工三厂) ;三羟 甲基 丙烷
采用 美 国G v r 公司 的MCC 2 ,测 试温度 o mak .型
5 环球聚氨酯网 6
1 0C.5  ̄ 0  ̄ 6 0C,升 温 速 率 1 s K/。
添 加 量 增 加 ,胶 膜 拉 伸 强 度 、耐 水 性 、耐 热性 和 阻 燃 京 化 工 三 厂 ) 以上 均 为 分 析 纯 。 ;
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一
编
号
R 0
10 0
R 5
9 5
R0 R5 R 0 R 5 l l 2 2
9 0 8 5 8 0 7 5
R0 3
7 0
EP
定 柔韧 性 又具有 很好 粘结 强度 的胶 粘剂 。J 。
应 温度 控 制在 8 5C反应 3 , 二 正 丁胺 法 测定 一 0± c h用 N O端基 含 量 , 到 或基 本 达 到理 论 含 量 后 终 止 反 C 达 应, 即得 到 一 C N O封 端 的聚氨 酯预 聚物 。
红外 光谱 测试 ( FR) 采 用 N xs 红 外分 析 FI : eu 型 仪( 美国 Te oNcl 公 司) 聚氨酯预聚体 、 hr i e m ot 对 聚 氨酯/ 氧 树 脂 接 枝 预 聚 体 、 氨 酯/ 氧 树 脂 / . 环 聚 环 D
8 ℃下 2 0 h的 固化 工 艺 固 化 , 脱模 , 行 测试 。把 上 进 述 改 性 物 按 照 P 含 量 ( h) 应 标 记 为 R 、 u pr 相 。R 、 Rl、 1、 2、 2、 3, 表 1 示 。 (R5RoR5R0如 J 所
表1 E P与 P 的不 同配 比 u
8 1在 R T3 G 一0型微 机控 制 电子万 能材 料试 验 机上 进 行 测试 。
动态力 学 测 试 ( M :yi Da odD A 测 D A) Pr i n M s m 试 仪 ( 国 PriEm r公 司 ) 温 度 范 围 为 2 ~ 美 ekn le , 5 10C, 6  ̄ 升温 速率 为 2/ i, 率为 1 。 mn频 Hz
中 图分 类 号 :T 3 2 B 3 文 献 标 识 码 :A 文章 编 号 :10 0 3—09 ( 0 1 0 0 5 — 3 99 2 1 )6— 0 1 0
1 日 — j L J — I 舌 一
—
脱 气泡 。
聚 氨酯 具有 一些 独特 的性 能 , 括 良好 的弹性 、 包
化, 得到 P / P复合材料 。研 究 了聚氨 酯 不 同含 量 对环 氧树 脂 力学性 能 的影响 , 用 F 、 UE 并 1R进行 了表 征 , I 通过 D A研 究 了 M P / P复合材料 的阻尼性 能。结果表明 , UE 加入 聚氨 酯明显改善 了 E P的性能。 关键词 :环氧树 脂 ;聚氨 酯预聚体 ;机械性 能;阻尼性 能
() 3 聚氨酯/ 环氧树脂预聚物的制备
将 聚 氨酯 预 聚 物 和 环 氧树 脂 按 照 一 定 比 例 混 合, 8 5 , 在 0± ℃ 氮气 气 氛 下 反应 2 , 出 产 物 真 空 h取
收 稿 日期 :2 1 -10 0 1 -6 0
3 结果与讨论
31 P E . U/ P预 聚 物与 固化物 的 F . 分析 TI R
T b e 1 C mp st n n D r o e u d e fr sn l o o i o s i a t frp rh n rd o i i s e
树脂应用于许多重要 的材料如胶 黏剂 、 半导体灌封 胶、 机械 、 电子等领域 , 具有高耐热性能 、 高拉伸强度 和模量 , 粘接强度高 , 收缩率小 , 电绝缘性 能和 良好 的耐 化学 性 。但 环 氧树 脂 存 在 固化 后 质 脆 、 冲击 耐 性 能差 、 性 不 足 的 缺点 J 因此 可 以利 用 互 穿 韧 。
20复合材料进行红外光谱测试。 3 树脂 浇铸 体的 冲击 性能按 G / 27 一 9 B T 5 l 9 5在 1
XJ 0型简 支梁 冲击 试验 机上 进行 测试 。弯 曲性 能 J一 5 和拉 伸 性 能 分 别 按 照 G / 27 .95和 G /58 B T 5019 B 26 .
() 4 试样 制备 根 据环 氧 树 脂 的 质 量 , 入 计 量 的 固化 剂 D 加 一
2 0搅 拌 均 匀 , 空 脱 泡 , 入模 具 , 照 室 温 1 h 3 真 倒 按 2,
优 良的耐磨性 、 高冲击强度和伸长率 , 已被广泛应用
于 衣料 、 料 、 涂 粘合 剂 、 皮革 、 筑 、 底 、 塑性 弹 性 建 鞋 热 体 和复合 材 料 中… 。然 而 聚氨酯 由于缺乏 某些 弹 性 模量 和热 敏 热阻 限制 了它 在某 些领域 的应 用 。环 氧 P / 量份 U质源自0 5 1 0
1 5
2 0
2 5
3 0
2 实 验部 分
() 1 主要 原料
( ) 能测 试 5性
双酚 A型环氧树脂 C D 17 环氧值为 0 5 , Y一 , 2 .4
岳 阳巴 陵石化 环 氧树 脂 厂 ; 性 环 氧 , 柔 自制 , 氧 值 环 为 07; . 固化剂 , 聚醚胺 D2 0 .3 。 () 2 聚氨酯 预 聚物 的合成 在装 有搅 拌 器 , 燥 氮 气 导 人 管 和 C C2干 燥 干 a1 管 的三 口烧 瓶 中 , 入 定 量 的 T I通 人 干燥 氮 气 , 加 D, 同时 打开 搅拌 器 搅 拌 溶 液 , 后滴 加 聚 乙二 醇 ,D 然 TI 与聚 乙二 醇 的摩 尔 比为 15 11 . : ,h滴加 完 毕后 , 反 将
2 l 年 第 6期 01
玻 璃 钢 /复 合 材 料
5 1
聚氨 酯 改 性环 氧 树脂 的合 成及 其复 合材 料 性 能研 究
歹 汹
( 中国船舶重工集 团公 司第七一。研究所 ,湖北宜 昌 430 ) 4 0 3
摘 要 : 以 2 4 甲苯 二 异 氰 酸 酯 、 乙二 醇 为主 要 原 料 合 成端 异 氰 酸 酯基 聚氨 酯预 聚 体 , 环 氧 树 脂混 合 , D 20进 行 固 ,一 聚 与 用 -3