PU改性
水性聚氨酯—丙烯酸酯复合乳液的制备及其改性研究
水性聚氨酯—丙烯酸酯复合乳液的制备及其改性研究水性聚氨酯—丙烯酸酯复合乳液的制备及其改性研究摘要：水性聚氨酯（PU）乳液是一种广泛应用于涂料、胶粘剂、纺织品、皮革等领域的材料。
然而，由于其机械性能、耐久性和稳定性方面的局限性，对PU的改性研究成为目前研究的热点之一。
本文以聚醚型水性PU乳液为基础，通过丙烯酸酯的引入，制备了一种新型的聚氨酯—丙烯酸酯复合乳液，并对其性能进行了改性研究。
一、引言水性PU乳液具有优异的物理和化学性能，但其力学性能和耐久性方面还有待改善。
丙烯酸酯（AC）是一种具有良好耐候性和耐磨性的聚合物，将AC引入PU乳液中可以显著改善其力学性能和耐久性。
二、实验方法1. 制备聚氨酯—丙烯酸酯复合乳液通过改变聚醚多元醇/二异氰酸酯（IPDI）的配比、丙烯酸酯的引入量以及反应温度和时间等条件，制备了一系列聚氨酯—丙烯酸酯复合乳液。
2. 表征方法使用红外光谱（FTIR）、动态力学热分析（DMA）、扫描电子显微镜（SEM）等技术对制备的复合乳液进行表征。
3. 性能测试对复合乳液进行力学性能、耐久性和稳定性等性能测试，比较原有PU乳液和复合乳液的差异。
三、结果与讨论1. FTIR分析结果表明，丙烯酸酯成功引入到PU乳液中。
2. DMA测试结果显示，引入丙烯酸酯后，复合乳液的玻璃化温度和弹性模量显著提高，表明其力学性能得到了改善。
3. SEM图像显示，复合乳液中的丙烯酸酯形成了均匀分散的微观颗粒，有助于提高涂膜的物理强度和粘附性能。
4. 力学性能测试结果表明，复合乳液的抗张强度、弹性模量和断裂伸长率都有明显的增加。
5. 耐久性测试结果表明，复合乳液具有更好的耐候性和耐磨性。
6. 稳定性测试结果表明，复合乳液具有良好的贮存稳定性，不易发生乳化分离现象。
四、结论通过将丙烯酸酯引入水性PU乳液中，制备了一种新型的聚氨酯—丙烯酸酯复合乳液。
通过对其性能进行测试与分析，发现复合乳液具有优异的力学性能、耐久性和稳定性。
水性聚氨酯的制备及改性方法
聚氨基甲酸酯（polyurethane），简称聚氨酯（PU），是分子结构中含有重复氨基甲酸酯（-NHCOO-）结构的高分子材料的总称。
聚氨酯一般由二异氰酸酯和二元醇或多元醇为基本原料经加聚反应而成，根据原料的官能团数不同，可制成线形或体形结构的聚合物，其性能也有差异。
聚氨酯具有良好的力学性能、粘结性能及耐磨性等，在各领域得到了广发应用。
由于溶剂型聚氨酯的溶剂为有机物，具有挥发性，不仅污染环境，而且对人体有害。
在人们日益重视环境保护的今天以及环保法规的确立，溶剂型涂料中的有机化合物的排放量受到了严格的控制，因此，开发污染小的水性涂料已成为研究的主要方向。
水性聚氨酯（WPU）具有优异的物理机械性能，其不含或含有少量可挥发性有机物，生产施工安全，对环境及人体基本无害，符合环保要求。
其生产方法分为外乳化法和内乳化法，外乳化法又称强制乳化法，由使用这种方法得到的乳液稳定性较差，所以使用较少。
目前使用较多的是内乳化法，也称自乳化法，即在聚氨酯分子链上引入一些亲水性基团，使聚氨酯分子具有一定的亲水性，然后在高速分散下，凭借这些亲水基团使其自发地分散于水中，从而得到WPU。
然而，亲水基团的引入在提高聚氨酯亲水性的同时却降低了它的耐水性和拒油性。
为了改善其耐水性和拒油性，通常是将强疏水性链段引入聚氨酯结构之中。
有机硅、有机氟由于其表面能低和热稳定性好受到人们的重视，已经得到了广泛应用。
同时利用纳米材料来提高涂膜的光学、热学和力学性能。
纳米改性WPU 完美地结合了无机物的刚性、尺寸稳定性、热稳定性及WPU的韧性、易加工性，纳米改性WPU为涂料向高性能化和多功能化提供了崭新的手段和途径，是最有前途的现代涂料研究品种之一。
[1]1.2 水性聚氨酯的基本特征及发展历史1937年德国的Otto Bayer博士首次将异氰酸酯用于聚氨酯的合成。
直到1943年德国科学家Schlack在乳化剂或保护胶体存在的情况下，将二异氰酸酯在水中乳化并在强烈搅拌下加入二胺，首次成功制备了水性聚氨酯。
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。
聚氨酯弹性体制与改性
聚氨酯弹性体制与改性————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：1.1聚氨酯弹性体概述聚氨酯的分子结构中含有氨基甲酸酯重复链节的高分子。
它是由异氰酸脂单体和含活泼氢的化合物逐步聚合而成。
由于聚氨酯分子结构中存在大量的极性键，以及分子间稳定的氢键，因此聚氨酯具有许多优异的性能，尤其是物理机械性能好，耐磨，附着能力强，优良的耐高温、低温性能，耐腐蚀性优良，电性能良好等等[1～3]。
聚氨酯的用途十分广泛：可用于制造弹性纤维、弹性体、涂料、胶黏剂、软、硬泡沫塑料、人造革等等。
随着科学技术地不断发展，聚氨酯弹性体的性能不断得到提升，新产品层出不穷，广泛应用在国防、航天、石油、医疗、体育、建材等领域，应用前景十分广阔。
聚氨酯弹性体又称聚氨酯橡胶（PUR），它属于特种合成橡胶。
传统上按聚氨酯弹性体加工特性的不同，把它分为浇注型（CPU）、热塑型（TPU）和混炼型（MPU）三大类。
混炼型聚氨脂弹性体是采用聚醚多元醇和异氰酸酯反应制得的固体生胶状聚合物，利用传统橡胶加工机械和加工程序，进行塑炼混炼，用模具硫化成型。
浇注型聚氨脂弹性体，它是采用聚醚多元醇和异氰酸脂、扩链剂等配合剂经两步或一步法合成的线型液态聚合物，它是液体状态浇注在模具中，加热、熟化使其转化成具有一定网状结构的橡胶状固体。
热塑性聚氨脂弹性体，它是使用聚醚多元醇和异氰酸酯反应生成线型的聚合物，然后经过加工成为颗粒状固体。
聚氨酯弹性体是弹性体比较特殊的一类，其原材料种类很多，配方多种多样，可调范围很大[4～6]。
聚氨酯弹性体硬度范围很宽，是介于橡胶与塑料之间一类特殊的高分子材料。
1.2聚氨酯弹性体合成的原料透明聚氨酯弹性体通常由低聚物多元醇、二异氰酸酯和醇类扩链剂反应合成，有出色的耐介质、耐环境性能,相容性好，对多种基材粘接性强，在机械、建筑、汽车制造、医药以及航空航天等领域得到了广泛的应用[7,8]。
PU改性环氧
聚氨酯（PU）涂料在近几年的涂料业中增长速度非常快。
因为聚氨酯涂料因其涂膜具有良好的耐磨性、耐腐蚀性、耐化学品性、硬度大、高弹性等优点, 且组分调节灵活,所以广泛的应用于各个行业。
但由于环氧树脂固化后质脆、不够强韧，特别是受到冲击应力时，易发生应力开裂现象，阻碍了它在高耐冲击及抗断裂性能场合下的推广应用。
通过一些技术手段得到的PU改性环氧树脂，能有效解决这些问题。
关于一些PU改性环氧的问题，络合高新材料（上海）有限公司为大家带来解答，希望能帮到大家。
聚氨酯涂料是目前较常见的一类涂料，可以分为双组分聚氨酯涂料和单组分聚氨酯涂料。
双组分聚氨酯涂料一般是由异氰酸酯预聚物（也叫低分子氨基甲酸酯聚合物）和含羟基树脂两部分组成，通常称为固化剂组分和主剂组分。
这一类涂料的品种很多，应用范围也很广，根据含羟基组分的不同可分为丙烯酸聚氨酯、醇酸聚氨酯、聚酯聚氨酯、聚醚聚氨酯、环氧聚氨酯等品种。
一般都具有良好的机械性能、较高的固体含量、各方面的性能都比较好。
是目前很有发展前途的一类涂料品种。
主要应用方向有木器涂料、汽车修补涂料、防腐涂料、地坪漆、电子涂料、特种涂料、聚氨酯防水涂料等。
缺点是施工工序复杂，对施工环境要求很高，漆膜容易产生弊病。
单组分聚氨酯涂料主要有氨酯油涂料、潮气固化聚氨酯涂料、封闭型聚氨酯涂料等品种。
应用面不如双组分涂料广，主要用于地板涂料、防腐涂料、预卷材涂料等，其总体性能不如双组分涂料全面。
当合成PU预聚体的PPG相对分子质量不同时，改性环氧树脂体系的表面形貌随聚氨酯预聚体加入量的变化趋势是相同的。
PU预聚体组分含量是影响PU/EP材料两组分的相容性和相区尺寸的主要因素。
当聚氨酯含量较小时，呈明显的“海岛”结构。
随着聚氨酯加入量增加到一定量时，两网络互穿程度较高，相分离程度不明显，具有互穿网络聚合物结构特征。
随着聚氨酯含量的继续增多，相界面变得较清晰，相区尺寸明显增大，两相互容性变差。
络合高新材料（上海）有限公司是一家高性能化学材料及解决方案定制企业，我们能够在新产品研发、供应链整合、原材料本地化替代等方面为您提供定制服务。
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。
水性聚氨酯的制备及改性方法
水性聚氨酯的制备及改性方法1.原料准备：制备水性聚氨酯的主要原料包括聚醚、聚酯、异氰酸酯、链延长剂、分散剂和稳定剂等。
聚醚和聚酯可以通过聚合反应得到，异氰酸酯则可以通过对二异氰酸酯与胺类化合物的反应制备得到。
2.排列反应：将原料按照一定的配方比例加入反应釜中，首先进行排列反应。
排列反应是将异氰酸酯与聚醚或聚酯进行反应，生成预聚体。
在反应过程中，需要添加催化剂来促进反应的进行。
3.中和反应：排列反应后，需要进行中和反应。
在中和反应中，将异氰酸酯和胺类化合物进行反应，生成水性聚氨酯。
中和反应是将异氰酸酯中的异氰基与胺类化合物中的氨基进行化学反应，生成封链所需的尿素键。
中和反应需要在适当的温度下进行，并添加催化剂来加速反应的进行。
4.分散：在中和反应完成后，需要将生成的聚氨酯溶液分散到水中。
可以通过机械剪切、超声波分散等方法将聚氨酯溶液细分散于水中，形成稳定的水性聚氨酯分散体系。
在分散过程中，可以添加适量的分散剂和稳定剂，以提高分散体系的稳定性。
5.改性：(1)添加改性剂：可以向水性聚氨酯中添加改性剂，如增塑剂、助剂等，以调节聚合物的性能。
(2)添加交联剂：可以向水性聚氨酯中添加交联剂，如异氰酸酯交联剂、聚醚二异氰酸酯交联剂等，以提高聚合物的耐磨性和耐化学性。
(3)添加填充剂：可以向水性聚氨酯中添加填充剂，如无机填料、有机填料等，以改善聚合物的机械性能和耐热性能。
(4)进行交联反应：可以通过热固化或紫外固化等方法对水性聚氨酯进行交联反应，以提高聚合物的耐磨性和耐化学性。
6.应用：改性后的水性聚氨酯可用于涂料、胶黏剂、纺织品、皮革等领域。
在涂料领域，水性聚氨酯因其环保性能和优良的耐化学性能，逐渐取代传统的有机溶剂型聚氨酯涂料。
在胶黏剂领域，水性聚氨酯因其良好的粘接性能和耐候性，被广泛应用于胶水、胶带等产品中。
总之，水性聚氨酯的制备和改性方法主要包括原料准备、排列反应、中和反应、分散和改性等步骤。
通过选择合适的原料和改性方法，可以获得具有良好性能的水性聚氨酯产品，满足不同领域的应用需求。
改性水性聚氨酯及其粘接性能
改性水性聚氨酯及其粘接性能综述了水性聚氨酯的改性方法，包括环氧树脂改性、丙烯酸酯改性、有机硅改性、有机氟改性、纳米材料改性、复合改性。
比较了各种改性方法的优缺点，指出了水性聚氨酯胶粘剂所存在的问题，展望了水性聚氨酯胶粘剂改性发展趋势。
标签：水性聚氨酯（WPU）；胶粘剂；改性聚氨酯（PU）是在高分子链的主链上含有重复的氨基甲酸酯键结构单元（—NHCOO—）的高分子化合物，具有成膜强度高、柔韧性好、粘附力强，良好的耐磨、耐水、耐化学药品等优点，广泛应用于涂料、胶粘剂、油墨等领域[1～4]。
随着环境保护压力的增大，溶剂型聚氨酯胶粘剂应用受到限制。
WPU胶粘剂具有不燃、气味小、不污染环境、节能等优点[5～7]，正面临前所未有的发展机遇。
1 水性聚氨酯改性WPU主要是线性热塑性高分子，由于分子间缺乏交联，分子质量较低，所以WPU存在干燥速度慢、耐水耐溶剂性差和胶膜力学强度低等缺点[8，9]。
为了改善WPU胶的综合性能，扩大应用领域，必须对其进行改性。
1.1 环氧树脂改性环氧树脂具有一系列优良的性能[10]。
用环氧树脂改性WPU可以形成各种性能新颖的材料。
环氧树脂改性方式主要有3种：机械共混、接枝共聚和环氧开环共聚。
Fu等[11]以1，4-丁二醇（BDO）和二羟甲基丙酸（DMPA）为扩链剂，合成了环氧树脂改性WPU乳液。
实验结果表明，当环氧树脂E20质量分数为8%时，改性乳液具有更好的综合性能，胶膜的机械性能和热稳定性更好。
由此环氧树脂改性的WPU乳液制得的胶粘剂能够满足汽车内饰胶的需求。
Xi等[12]以甲苯二异氰酸酯（TDI）和聚丙烯乙二醇2000（PPG）为原料与环氧树脂反应制备互穿聚合物网络PU胶粘剂。
考查了环氧树脂含量对PU胶的形态结构、导电性、热稳定性和粘接性能的影响。
结果表明，环氧树脂能改善PU胶的形态结构，提高胶膜的热稳定性和粘接强度。
1.2 丙烯酸酯改性利用丙烯酸酯改性聚氨酯乳液主要有物理共混和共聚改性2种方法。
PU改性环氧
环氧树脂胶黏剂具有工艺性能好、粘结强度高、收缩率小、电绝缘性能和耐介质性能优异等优点，在机械、电子、航空航天等领域有着重要的应用。
但存在固化物性脆、耐冲击性差和容易开裂的缺点。
为了改善环氧树脂固化物的脆性和耐冲击性，需要对环氧树脂进行改性。
络合高新材料（上海）有限公司开发了一系列经聚氨酯改性的液体环氧树脂，利用聚氨酯结构的高弹性结合环氧树脂的良好耐热性，共混形成互穿聚合物网络的IPN结构，由于其结构的特殊性，赋予聚氨酯改性环氧的性能特点为：1.粘接强度高，坚韧，良好的耐冲击性；2.高剥离强度，耐热冲击；3.良好的搭接剪切强度（与聚酰胺固化后尤其明显），良好的抗蠕变性能。
EPU系列树脂可和大多数的环氧固化剂配合使用如，脂肪族聚胺、聚酰胺、DICY、酸酐等，来获得高水平的耐化学性能和物理性能。
易溶于甲苯、卤代烃、丁酮、乙醚、醋酸丁酯等。
应用领域：1.金属粘接，例如铝、铜、具有优良性能的特种钢；2.大理石，塑料，木材，玻璃，陶瓷，碳纤维增强塑料的粘接；3.地板地图粘接，柔性涂料。
络合高新材料（上海）有限公司是一家高性能环氧树脂及解决方案提供者。
我们能够在新产品市场推广、原材料本地化替代、需求个性化定制、供应链整合与管理等方面，为客户提供高性能产品和有效的解决方案。
我们基于在环氧树脂行业十余年的应用经验和领先的技术优势，专注于定制开发满足客户需要，解决应用痛点的新产品和技术方案。
成立至今，我们已经与多家高校、研究所和国内外高新技术企业达成了战略合作，利用络合研发中心积累的应用数据，成功开发出了多款国内外领先的高端环氧材料。
我们的材料和技术方案已经广泛应用于汽车、电子电气、新能源、3D打印、航空航天等领域。
络合人将不忘初心，始终以三省思过、百忍度人、匠心创业的企业文化自我激励，重点围绕环氧领域的耐温、增韧、耐黄变、粘接等方面，努力把络合建设成为中国最专业的环氧医院，为推动中国先进材料的创新和发展贡献我们的价值！。
聚氨酯抗菌改性
聚氨酯抗菌改性
汇报人：
目录
• 聚氨酯概述 • 抗菌改性概述 • 聚氨酯抗菌改性的方法 • 聚氨酯抗菌改性的性能评价 • 聚氨酯抗菌改性的研究进展 • 聚氨酯抗菌改性的应用前景
01
聚氨酯概述
聚氨酯的定义
• 聚氨酯（Polyurethane，简称PU）是由多元醇化 合物与多异氰酸酯反应生成的高分子材料。
高分子复合法
将高分子抗菌剂与聚氨酯材料复合，以实现抗菌改性。
多层复合法
将多层结构的抗菌剂与聚氨酯材料复合，以实现高效、耐久的抗 菌改性。
04
聚氨酯抗菌改性的性能评价
抗菌剂的活性评价
01
抗菌谱
评价抗菌剂对不同细菌的抑制效 果，确定抗菌剂对哪些细菌有效 。
02
03
抗菌活性
稳定性
评价抗菌剂的抗菌能力，通常以 最小抑菌浓度（MIC）或最小杀 菌浓度（MBC）来表示。
研究展望与挑战
新型抗菌剂的研发
针对多药耐药菌，急需研发新 型、高效、安全的抗菌剂。
生物降解性材料
具有生物降解性的聚氨酯材料 在环保方面具有巨大潜力，但 降解性能仍需改进。
复合材料的制备
提高聚氨酯基复合材料的制备 技术及其抗菌性能是未来的重 要研究方向。
安全性与法规
聚氨酯抗菌材料的安全性评价 和法规符合性也是未来研究的
抗菌改性原理
通过在聚氨酯分子链中引入抗菌剂分子，或将抗菌剂均匀分散在聚氨酯基体中，使其具有抗菌功能。
抗菌改性的应用领域
医疗领域
01
抗菌改性聚氨酯可用于制作医疗用品，如手术器械、医用床垫
、输液器等，有效防止医院感染。
建筑领域
02
抗菌改性聚氨酯可用于建筑材料，如涂料、胶粘剂、防水材料
聚氨酯弹性体制与改性
聚氨酯弹性体制与改性————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：1.1聚氨酯弹性体概述聚氨酯的分子结构中含有氨基甲酸酯重复链节的高分子。
它是由异氰酸脂单体和含活泼氢的化合物逐步聚合而成。
由于聚氨酯分子结构中存在大量的极性键，以及分子间稳定的氢键，因此聚氨酯具有许多优异的性能，尤其是物理机械性能好，耐磨，附着能力强，优良的耐高温、低温性能，耐腐蚀性优良，电性能良好等等[1～3]。
聚氨酯的用途十分广泛：可用于制造弹性纤维、弹性体、涂料、胶黏剂、软、硬泡沫塑料、人造革等等。
随着科学技术地不断发展，聚氨酯弹性体的性能不断得到提升，新产品层出不穷，广泛应用在国防、航天、石油、医疗、体育、建材等领域，应用前景十分广阔。
聚氨酯弹性体又称聚氨酯橡胶（PUR），它属于特种合成橡胶。
传统上按聚氨酯弹性体加工特性的不同，把它分为浇注型（CPU）、热塑型（TPU）和混炼型（MPU）三大类。
混炼型聚氨脂弹性体是采用聚醚多元醇和异氰酸酯反应制得的固体生胶状聚合物，利用传统橡胶加工机械和加工程序，进行塑炼混炼，用模具硫化成型。
浇注型聚氨脂弹性体，它是采用聚醚多元醇和异氰酸脂、扩链剂等配合剂经两步或一步法合成的线型液态聚合物，它是液体状态浇注在模具中，加热、熟化使其转化成具有一定网状结构的橡胶状固体。
热塑性聚氨脂弹性体，它是使用聚醚多元醇和异氰酸酯反应生成线型的聚合物，然后经过加工成为颗粒状固体。
聚氨酯弹性体是弹性体比较特殊的一类，其原材料种类很多，配方多种多样，可调范围很大[4～6]。
聚氨酯弹性体硬度范围很宽，是介于橡胶与塑料之间一类特殊的高分子材料。
1.2聚氨酯弹性体合成的原料透明聚氨酯弹性体通常由低聚物多元醇、二异氰酸酯和醇类扩链剂反应合成，有出色的耐介质、耐环境性能,相容性好，对多种基材粘接性强，在机械、建筑、汽车制造、医药以及航空航天等领域得到了广泛的应用[7,8]。
PU改性PIR笔记
综述：聚异氰脲酸酯( polyisocyanurate,简称PIR) ,是由异氰酸酯三聚而形成的、含有许多异氰脲酸酯六元杂环的聚合物。
异氰脲酸酯(环)基是一种热稳定的多元杂环, 具有较高的耐热性。
分子结构中含异氰脲酸酯环的泡沫可称为聚异氰脲酸酯泡沫。
聚异氰脲酸酯中使用的异氰酸酯多为多苯基多亚甲基多异氰酸酯( PAPI) 等芳香族多异氰酸酯,由芳香族异氰酸酯形成的聚异氰脲酸酯含大量刚性的苯环和异氰脲酸酯环,交联密度高,其泡沫是脆性的,没有什么使用价值,一般都需对它进行改性,才有实际使用价值。
制备：方案一：按表1所示的配方及模塑发泡方法制备PU泡沫板材。
具体方法是先将其他助剂加入到聚醚多元醇中,并混合均匀制得A组分,再把B组分异氰酸酯与A组分搅拌混合,然后注入模腔内,待发泡并熟化后,从模腔中取出。
方案二：方案三：RIM（反应注射成型）（Refer：聚异氰脲酸酯-氨酯弹性体的RIM合成及组成分析）A：液化4,4’-二苯基甲基二异氰酸酯(L-M D I)，NCO% =29.8。
B：聚醚二元醇，平均分子量M = 2000。
在110℃/0.5mmHg柱真空度下脱水干燥12小时，密封备用。
C：246-三（二甲胺基甲基）苯酚(DMP-30)，用作催化剂，严格干燥保存。
操作：A组份为液化MDI,B组份为聚醚二元醇,催化剂等混合物(混合均匀),在RIM机上,按一定比例高压碰撞混合A、B两组份,并同时高压注入涂有脱模剂的密封模具内,固化1小时,再在60℃温度下后固化一天,脱模,制得R IM聚异氰脲酸酯-氨酯弹性体。
可能的热解机理：结构表征：IR：由MDI、聚醚醇及合适催化剂制备的氨酯改性聚异氰脲酸酯弹性体，一般认为其组成含有氨酯、三聚体、二聚体、碳化二亚胺及未反应完全的异氰酸酯，这些物质的特征基团红外谱带为：（Refer：聚异氰脲酸酯-氨酯弹性体的RIM合成及组成分析）为进一步确认，可将材料酸解后对各组分进行红外表征。
有机硅改性聚氨酯涂料的研究与应用
聚氨酯(PU)自20世纪40年代出现以来,在涂料、弹性体、泡沫塑料及粘合剂等方面均已获得广泛应用,是一种多功能的聚合物材料,也是发展最快的高分子材料之一。
聚氨酯含有特征单元结构氨基甲酸酯键[1](-NH-CO-),链中含有交替的软链段和硬链段,使得其聚集态结构为多相结构,这决定了聚氨酯涂料优良的耐磨、柔韧等性能。
然而单一的聚氨酯涂料在耐水性、光泽、硬度等方面还不够理想,通过改性可以使其获得更加优异的综合性能。
聚氨酯的改性有两种方式:一种是通过简单的物理方法将具有互补特性的两种或多种树脂混合在一起;另一种是通过化学方法使产品具有两种或多种体系的特性。
有机硅材料具有耐高低温、耐气候老化、耐臭氧、电绝缘、耐燃、无毒、无腐蚀和生理惰性等优异性能,因而是聚氨酯改性产品的理想材料。
将有机硅用于聚氨酯的改性克服了聚氨酯材料的性能缺陷,是扩大聚氨酯应用领域的一条重要途径。
本文探讨了有机硅改性聚氨酯涂料的各种途径,并简要介绍了其应用。
1 溶剂型有机硅改性PU涂料溶剂型涂料目前在高档涂装如高级轿车、飞机蒙皮、精密仪表等领域还存在着广泛的应用。
如孙道兴、刘香兰[2]等人研究的有机硅改性聚氨酯摩托车涂料,其耐盐水、耐酸碱、柔韧性都有很大提高。
田军、薛群基[3]等研究了端羟基的聚二甲基硅氧烷与醇解蓖麻油改性聚氨酯预聚体在甲苯溶剂中的共混改性。
共聚物成膜后,分子结构中的有机硅链段更倾向于在表面聚集取向,而聚氨酯链段朝向内层,这样使得共聚物膜的附着力、硬度、固化速度等力学性能得到改善;同时,其表面呈现低的表面能,其耐热性也得到了提高。
由聚氨酯预聚体、氨基硅烷或硅氧烷、聚有机硅氧烷增粘剂、含氢硅氧烷、有机溶剂等组成的涂料在氯铂酸催化下,(150~200)℃固化成膜,固化后的涂膜光滑、耐热、耐磨,对未经任何表面处理的硅橡胶有良好的粘接性[4]。
采用侧链含有多氨基官能团的硅油在溶剂中改性聚氨酯,这种硅氧烷在聚氨酯的合成过程中,侧链参加反应,硅氧烷链悬挂在聚氨酯的主链上,有利于硅原子向表面迁移,只需加入少量的氨基硅油就能改善聚氨酯的表面性质[5,6]。
聚氨酯的表面改性2
图S6传统加热方法PEG改性PU 的扫描电镜图(a) 经过12小时加 热后的PU; (b) PU-PEG400
未经过改性的 PU 表面是十分平整，加热12小时后出现缺陷。 采用传统加热法接枝 PEG之后，PEG 在 PU 表面形成简单 堆积，没有出现有序的织构。 采用微波辅助接枝法，PEG 在 PU 的表面则形成有序的均匀 地条纹状形貌，其花纹类似于核桃状。
聚氨酯的表面改性方法
物理改性 高能辐射线 化学改性
表面化学接枝
偶合接枝 化学浸渍 生物改性 蛋白涂层 内皮细胞化
紫外线辐照
低温等离子体 电晕放电 材料表面涂层
低温等离子体表面改性
硬组织替代生物材料
增加表面硬度，减小摩 擦系数，延长使用寿命 增加材料表面的生物活 性和植入稳定性
微波辅助的ＰＵ－ＰＥＧ
表面亲水性好 表面结构有序 对血小板的粘附性低，粘附在其表面的血 小板不被激活
溶血率低
因而，可以作为优良的血液相容材料。
等离子和微波辅助的对比
方法 特点
技术比较成熟；
相同点
制备的ＰＵ膜性能 好；表面亲水性变 好；
不同点
制备的PU膜表面 变得粗燥， 大部分样品表面出 现纹路，且高低不 平，杂乱无章 PEG 在 PU 的表面 则形成有序的均匀 地条纹状形貌，其 花纹类似于核桃状
修饰样品的表面形态
不同工作气压下样品的SEM照片
(a)未经处理的空白对照样(b)20Pa (c) 50Pa(d) 70Pa (e) 90Pa
氨气等离子表面修饰的时效性 材料水接触角随放置时间的变化
微波辅助化学接枝改性
化学接枝改性
对 PU 的化学接枝改性是指通过离子键、共 价键等化学键在 PU 的分子链上结合特定的分子， 目前基本采用共价键合活性物质，改性后的材料 拥有更稳定和更长久的抗凝血性能
水性聚氨酯皮革涂饰剂的改性分析
水性聚氨酯皮革涂饰剂的改性分析
水性聚氨酯（PU）是一种具有优良耐磨、耐油、耐水和耐化学品性能的高级合成材料。
它在涂料、粘合剂、弹性体和人造皮革等领域有着广泛的应用。
水性聚氨酯皮革涂饰剂是
一种用于涂饰合成皮革表面的材料，具有外观良好、手感舒适、透气性好等特点，因此受
到了广泛的关注。
随着市场需求的不断增加和环保意识的提高，水性聚氨酯皮革涂饰剂的
改性研究也日益引起人们的关注。
二、水性聚氨酯皮革涂饰剂的改性研究
1. 添加改性剂
水性聚氨酯皮革涂饰剂通常需要添加一定的改性剂以改善其性能。
常见的改性剂有增
塑剂、稠化剂、分散剂等。
增塑剂可以提高涂膜的柔韧性和延展性，使得合成皮革更加柔软，手感更加舒适。
稠化剂可以提高涂料的稠度和附着性，使得涂料更加易于涂覆和固化。
分散剂可以增强颜料的分散性，使得颜料更加均匀地分布在涂层中，提高涂层的色彩鲜艳
度和均匀度。
2. 改变分子结构
水性聚氨酯皮革涂饰剂的性能可以通过改变其分子结构来实现。
可以通过改变聚氨酯
的分子链长度、交联程度和分子量分布来调整其硬度、柔软性和耐磨性。
还可以通过引入
亲水基团或疏水基团来调整水性聚氨酯的亲水性和疏水性，以实现更好的涂覆性能和耐候
性能。
3. 优化工艺条件
水性聚氨酯皮革涂饰剂的改性研究还可以通过优化工艺条件来实现。
如采用先进的合
成技术和混合工艺，可以获得更加均匀、稳定和高性能的水性聚氨酯涂料。
还可以通过改
变涂覆工艺参数和固化条件来控制涂层的厚度、硬度和耐磨性，以满足不同应用要求。
水性聚氨酯树脂改性方法评述
水性聚氨酯树脂改性方法评述金志来*杨建军**王月菊张建安吴庆云吴明元刘楠楠(安徽大学化学化工学院,安徽合肥230039)摘要:主要从合成工艺改性和功能型化合物改性2个方面,对当前水性聚氨酯的改性方法(包括环保型辐射工艺)作了比较详尽的阐述。
在各种改性方法之间进行了对比,指出了各种改性方法的优缺点,并探讨了今后水性聚氨酯研究的发展趋势。
关键词:水性聚氨酯;工艺改性;综述中图分类号TQ31文献标识码AM odifiedM ethod ofW ater-based Pol yuret hane Resi n J i n Zhilai,Yang Jianjun,Wang Yueju,Zhang J i an.an,Wu Q i ngyun,Wu M i ngyuan,L i u Nannan(School of Che m istry and Che m ical Engineering,Anhui University,H efei230039,China) Abstract:The m odifi ed m ethod of water-based polyurethane fr o m synthestic tec hno l ogy mod ificati on(i ncl uding the Env ir on-m e nt-fri endly m odification m ethod of radiati on technical)and f unct i ona l co mpound m odif i cat i on were revie wed by co mparison of different m odification methods,poi nted out the advantages and disadvantages of the m.The research direction of water-base d po-l yurethane w as disc ussed also.K ey words:water borne po l yuret hane;technical m odification;revie w前言近十年来,保护地球环境的舆论压力与日俱增,降低挥发性有机化合物(VOC)和有害空气污染物(HAP)的呼声越来越高,传统的聚氨酯涂料由于VOC含量高而受到挑战,低VOC 的水性聚氨酯树脂乳液的开发引起了全世界的重视。
水性聚氨酯及其改性方法
随着各国环保法规的确立和环保意识的增强，传统的溶剂型涂料中的挥发性有机化合物（VOC）的排放越来越受到限制。
因此，开发低污染环保型的水性涂料、粉末涂料、高固含量涂料和光固化涂料已成为开发的主要方向。
水性聚氨酯（PU）涂料具有良好的物理机械性能和优良的耐寒性。
但是，由于单一PU乳液存在自增稠性差，固含量低，乳胶膜的耐水性差，光泽性较差，机械强度不及丙烯酸树脂，且成本较高等缺陷，其应用受到一定的限制。
而聚丙烯酸酯（PA）乳液具有较好的耐水性、物理机械性能和耐候性能，故PU和PA在性能上具有互补性。
所以将聚氨酯乳液与聚丙烯酸酯乳液复合制备水性聚氨酯一聚丙烯酸酯（PUA）复合乳液，兼有聚氨酯乳液和聚丙烯酸酯乳液的优良特性，成本较低，具有较好的应用前景。
利用有机硅和有机氟对水性聚氨酯进行改性，将各自优点融合起来，突出了环保和高效的特点，获得了更优的特性，因而得到人们的广泛关注与快速发展。
有机硅材料具有耐高低温、耐老化、耐臭氧、电绝缘耐燃、无毒、无腐蚀和生理惰性等优异性能，因而是聚氨酯改性产品的理想材料。
另外，由于氟原子半径小，电负性强、碳氟键键能高，因此赋予了氟涂料极好的利紫外线和核辐射性、柔韧性，优良耐磨性，低表面能，高抗张强度，高电阻率和高耐候性，含氟的聚氨酯树脂涂料就是一种可常温固化的具优异性能的涂料品种。
1.2 水性聚氨酯概述聚氨酯是聚氨基甲酸酯的简称。
凡是在高分子主链上含有许多重复的-NHCOO-基团的高分子化合物通称为聚氨基甲酸酯（Ployurethnae，简称PU）。
通常所说的聚氨酯系由二元或多元有机异氰酸酯与二元或多元醇化合物（聚醚多元醇或聚酯多元醇）相互反应而得的，其大分子主链是由玻璃化温度低于室温的柔性链段和玻璃化温度高于室温的刚性链段嵌段而成的依据聚氨酯材料的本身结构，可以分为体形与线形，一般由于所用原料官能团数目的不同，可以合成体形或线形结构的高分子，如当有机异氰酸酯和多元醇化合物均为二官能团时，即可得到线形结构得高聚物，若其中之一种或两种，部分或全部具有三个及三个以上官能团时则得到体形结构的聚合物，由于聚合物的结构不同，性能也不一样，利用这些性质，聚氨酯类聚合物可以用在橡胶、塑料、纤维、涂料、猫合剂、皮革、染整纺织等方面[1]。
用MI对PU进行表面改性
用于PU表面改性的一种简易方法
卢晓雨3110101088
高分子1101
这篇文章介绍的内容是PU表面改性。
PU实用性很强, 但由于非特异性蛋白吸附可能在人体内诱导产生不良反应, 因此对其进行表面改性。
常用的除开物理吸附外, 一种是用特定的试剂对其进行官能化修饰；另一种方法是使PU表面形成不稳定的活性位点从而可以与其他试剂反应。
该文献即是甲基丙烯酰氯异硫氰酸酯(MI)中的硫氰基-SCN与PU表面的N-H反应, 在PU表面形成含有双键的活性位点（反应见下）, 进而与NIPAAm或者HEMA等含有双键的试剂反应从而达到改性目的。
实验数据表明, 接枝表面对于单一纤维蛋白原Fg的吸附显著降低。
特点: 方法简单；所得改性物质应用范围广泛。
在表征方面, 本次实验不仅仅使用了X射线光电子能谱仪, 同时也使用了C201仪测定改性与未改性PU表面的静态水接触角用以表征改性结果。
因为我平时实验所用多为核磁共振技术, 这是第一次接触到使用静态水接触角来表征表面改性结果这种方法。
所以这点令我非常感兴趣。
缺点：因为纤维蛋白原（Fg）在血液凝固过程中的重要作用而选用其进行蛋白质吸附实验。
我对这方面并不是特别的了解。
查阅了相关资料, 我了解到纤维蛋白原实质上也就是凝血因子1, 是一种由肝脏合成的具有凝血功能的蛋白质。
但是并非所有的凝血因子都是纤维蛋白原, 还有很多因子共同作用于机体凝血作用。
因此我觉得, 是否使用纤维蛋白原单一的结果检测就能真正代表人体内种类多样的蛋白质环境？。
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综述：
聚异氰脲酸酯( polyisocyanurate,简称PIR) ,是由异氰酸酯三聚而形成的、含有许多异氰脲酸酯六元杂环的聚合物。
异氰脲酸酯(环)基是一种热稳定的多元杂环, 具有较高的耐热性。
分子结构中含异氰脲酸酯环的泡沫可称为聚异氰脲酸酯泡沫。
聚异氰脲酸酯中使用的异氰酸酯多为多苯基多亚甲基多异氰酸酯( PAPI) 等芳香族多异氰酸酯,由芳香族异氰酸酯形成的聚异氰脲酸酯含大量刚性的苯环和异氰脲酸酯环,交联密度高,其泡沫是脆性的,没有什么使用价值,一般都需对它进行改性,才有实际使用价值。
制备：
方案一：
按表1所示的配方及模塑发泡方法制备PU泡沫板材。
具体方法是先将其他助剂加入到聚醚多元醇中,并混合均匀制得A组分,再把B组分异氰酸酯与A组分搅拌混合,然后注入模腔内,待发泡并熟化后,从模腔中取出。
方案二：
方案三：RIM（反应注射成型）
（Refer：聚异氰脲酸酯-氨酯弹性体的RIM合成及组成分析）
A：液化4,4’-二苯基甲基二异氰酸酯(L-M D I)，NCO% =29.8。
B：聚醚二元醇，平均分子量M = 2000。
在110℃/0.5mmHg柱真空度下脱水干燥12小时，密封备用。
C：246-三（二甲胺基甲基）苯酚(DMP-30)，用作催化剂，严格干燥保存。
操作：
A组份为液化MDI,B组份为聚醚二元醇,催化剂等混合物(混合均匀),在RIM机上,按一定比例高压碰撞混合A、B两组份,并同时高压注入涂有脱模剂的密封模具内,固化1小时,再在60℃温度下后固化一天,脱模,制得R IM聚异氰脲酸酯-氨酯弹性体。
可能的热解机理：
结构表征：
IR：
由MDI、聚醚醇及合适催化剂制备的氨酯改性聚异氰脲酸酯弹性体，一般认为其组成含有氨酯、三聚体、二聚体、碳化二亚胺及未反应完全的异氰酸酯，这些物质的特征基团红外谱带为：
（Refer：聚异氰脲酸酯-氨酯弹性体的RIM合成及组成分析）
为进一步确认，可将材料酸解后对各组分进行红外表征。
DTA：
由于异氰脉酸酷三聚六元环的稳定结构,使其热性能优于氨酯键结构,因而体现在DTA曲线的吸热峰应该是三聚体在氨酯键之后,籍此,可利用DTA对所制材料的组成进行定性分析,结果为：
（Refer：聚异氰脲酸酯-氨酯弹性体的RIM合成及组成分析）
TGA：
热失重分析方法是基于在加热到400℃时样品中三聚体的热稳定性比其余组份好,当升温加热时,非三聚体
组份开始分解并挥发,而三聚体则仍然保持,从而可建立起在275~400℃温度范围内的热失重百分率与三聚体百分含量之间的关系。
理论三聚体的计算公式为：
结果为：
（Refer：聚异氰脲酸酯-氨酯弹性体的RIM合成及组成分析）
烧蚀性能：
烧蚀时PIR表面能够形成一层致密的碳化层，阻碍和延缓了泡沫塑料继续燃烧。
在燃烧过程中，刺激性小，发烟量低。
聚氨酯泡沫塑料燃烧时，有燃滴现象，释放出大量有刺激性气体，发烟密度高，燃烧后泡沫塑料碳层疏松，呈现粉状。
氧指数：
改性PIR：29%（lit.），30.5（lit.），PUR：25.5%（lit.）。
氧指数：在规定的测试条件下试样在氧气和氮气的混合气流中，维持稳定燃烧时所需的最低氧气浓度。
在数值上，它用混合气流中，氧气所占的混合气体的体积百分数表示。
氧指数越大，试样稳定燃烧时所需要氧气越多，表示试样材料就越难燃烧。
标准测试方法：GB/ T 2406-93 塑料燃烧性能试验方法氧指数法。
导热性：
PUR改性PIR泡沫塑料具有良好的绝热性能。
力学性能：
测试指标：拉伸模量/强度，压缩模量/强度，断裂伸长率，
变量：温度，测试方向（与发泡方向平行或垂直）
隔声性能：
由实验测定结果可知,制得的聚氨酯改性聚异氰脲酸酯泡沫样品具有优良的吸隔声性能。