聚氨酯接枝改性环氧树脂的制备和性能

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聚氨酯改性环氧树脂的制备与性能研究--优秀论文可复制黏贴

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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]。

新型聚氨酯改性环氧水性涂料的研制

１１ＮＥＷＢＵｊＬＤＩＮＧＭＡＴＥＲＩＡＬＳ
·６９·
全国中文核心期刊
新鬼建巍船拇
高耐候复合搪瓷钢板的研究
郑绍成１，邢翰学２，滕波涛１
（１．浙江师范大学化学与生命科学学院，浙江金华３２１００４；
２．浙江开尔实业有限公司，浙江金华３２１０３１）
摘要：介绍静电干法二喷一烧工艺和连续搪烧炉生产高耐候复合搪瓷钢板的工艺。耐候复合搪瓷钢板是一种新型的装饰材料，既具有坚韧性、抗冲击性强、不裂瓷、超级耐久、色泽丰富鲜艳，又有耐老化、防腐、品质保证期长
表２甘氨酸用量对环氧乳液贮存稳定性的影响
项目
ＰＵ：ＧＬＹ：ＥＰ（属Ｅ尔比）
Ｏ．１：Ｏ．２５：ｌ
０．１：Ｏ．５：ｌ
１个月３个月６个月
分层分层分层
不分层不分层不分层
由表２可知，当ＰＵ：ＧＬＹ：ＥＰ（摩尔比）＝０．１：０．５：ｌ时，乳液的稳定性较好。
图４为通过透射电镜观察到的改性环氧树脂［ＰＵ：ＧＬＹ：ＥＰ（摩尔比）＝０．１：０．５：１】的粒子形态。
３０００
２０００
１０００
０
波数／ｃｍｌ
图１聚氨酯改性水性环氧树脂的红外光谱分析ｅ１～聚氨酯改性水性环氧树脂；ｅ２一纯环氧树脂
由图ｌ可见，ｅ２在１７５０ｃｍ一附近无吸收峰，ｅｌ在１７５０
ｃｍｄ附近有较强的吸收峰，说明聚氨酯中的异氰基已与环氧
树脂中的羟基反应；同时，ｅ１与ｅ２相比，９１２ｃｍ。处的环氧基
收稿日期：２００６—０１一１９作者简介：石磊，男，１９８２年生，安徽芜湖人，硕士研究生。地址：广州市天河区乐意居中国科学院广州化学研究所研一９组，电话：０２０— ８５２３１６６０。
聚氨酯改性环氧树脂技术，采用甘氨酸改性环氧树脂的高分子反应方法，将极性基团引入环氧树脂，中和成盐，使其具有亲水性，成功制备了系列不同固含量的稳定的水性环氧乳液。作为水性环氧涂料，由于结合了传统的聚氨酯改性环氧树脂技术，其固化物具有优良的涂膜性能，特别是在柔韧性和耐磨性方面得到更明显的改善。

对聚氨酯改性环氧树脂的探究

聚氨酯改性环氧树脂的DSC表征
Fig. 2、Fig. 3 分别是EP 和m-EP( PU 改性的环氧树脂) 的DSC 曲线。从Fig . 2 可知, EP的 Tg 为92.5 C; 而m-EP 的Tg 为104.9 C( Fig. 3) , 比改性前提高了12.4 C , T g 提高的原因可能是PU 分子链引入到EP 的链段中, 增加了体系的交联度所致; 另外, 改性前EP 的DSC 曲线是单一峰, 而改性后曲线中有两个峰, 原因可能是m-EP 中存在聚氨酯的相。
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。
不同分子量的聚乙二醇制成的PUR 对环氧树脂浇注物增韧与增强的影响见表1。从表1 可见,随着聚氨酯中聚乙二醇的分子量降低, 改性环氧树脂的冲击强度、拉伸强度和弯曲强度皆提高, 当分子量为10 左右时达最佳值。这说明子量为10 左右的聚乙二醇与TDI制成的聚胺酯对环氧树有明显的增韧与增强效果。
PUR改性环氧树脂的制备

聚氨酯丙烯酸酯改性环氧树脂的结构与性能_刘敬成

Fig. 3
T g Analysi s with Di fferent Content of PGHES PUA Modi fied EP
Fi g. 4
Thermogravi metric Analysis of Sampl es with Different Content of PGHES PUA
30
40
8. 63 10. 25 20. 24 15. 67 2. 1 1. 8
力学性能 T ab. 2 为 P GH ES PUA 改性 EP 的力学性能。测
试结果表明 , 提高 EP 共混物中 PGHES PUA 的含量, 改性 EP 的拉伸强度逐渐下降 , 但冲击强度提高。如表所示 , 当 PGH ES P UA 加入量为 30% ( 质量分数 ) 时, 冲击强度已经从 4 68 kJ/ m 2 提高到了 8 63 kJ/ m 2 , 环氧树脂的韧性提高。 2. 3 动态力学性能 F ig . 2A 和 F ig. 2B 分别为改性环氧树脂的储能模
Fig. 1
FT IR Spectrum of ( A) PGHES, ( B) Before Reaction of PGHES PUA, ( C) After the Reaction of PGHES PUA
1. 4
性能表征
Tab. 2
Mechanical Properties with Different Amounts of PGHES PUA Modified EP
Tab. 1 Designation of PGHES PUA Modif ied EP
sample w ( EP) ( % ) w ( PGHES PU A ) ( % ) w ( H TP 305) ( % ) P0 100 0 24 P10 90 10 21. 6 P20 80 20 19. 2 P 30 70 30 16. 8

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。

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。

聚氨酯改性环氧树脂的合成及其复合材料性能研究

网络来提高聚氨酯和环氧树脂的不足，到既具有得
一
编
号
Ｒ０
１００
Ｒ５
９５
Ｒ０Ｒ５Ｒ０Ｒ５ｌｌ２２
９０８５８０７５
Ｒ０３
７０
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８５Ｃ反应３，二正丁胺法测定一０± ｃｈ用ＮＯ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ＣＮＯ封端的聚氨酯预聚物。
红外光谱测试（ＦＲ）采用Ｎｘｓ红外分析ＦＩ：ｅｕ型仪（美国ＴｅｏＮｃｌ公司）聚氨酯预聚体、ｈｒｉｅｍｏｔ对聚氨酯／氧树脂接枝预聚体、氨酯／氧树脂／．环聚环Ｄ
８ ℃下２０ｈ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、ｕｐｒ相。Ｒ、Ｒｌ、１、２、２、３，表１示。（Ｒ５ＲｏＲ５Ｒ０如Ｊ所
表１ＥＰ与Ｐ的不同配比ｕ
８１在ＲＴ３Ｇ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：ｙｉＤａｏｄＤＡ测ＤＡ）ＰｒｉｎＭｓｍ试仪（国ＰｒｉＥｍｒ公司）温度范围为２～美ｅｋｎｌｅ，５１０Ｃ，６￣升温速率为２／ｉ，率为１。ｍｎ频Ｈｚ

聚氨酯改性环氧树脂的制备及红外光谱分析

第+期
李芝华等：聚氨酯改性环氧树脂的制备及红外光谱分析
·++·
物是端异氰酸酯基聚氨酯预聚体，而不是线型聚氨酯大分子［!，"］。对比#$ 预聚体和%!曲线，可以看出#$ 预聚体中&&’!()*+处的异氰酸酯基*,-. 特征峰在%!样品中已经完全消失，结合文献［"，+/］，可以推测，扩链剂+，0*丁二醇与 #$ 预聚体发生反应：
然而，在聚氨酯改性环氧树脂时由于原料的多
【收稿日期】!""#$"%$&"；【修回日期】!""#$’’$!( 【作者简介】李芝华（’%)&—），副教授，长期从事高分子材料研究。
【联系方式】万"*&方’$数((据&"(&(；+$,-./：012345!’!)607,
!"#"% 4-5 产物的制备［$］将 &’(#)%置于)13左右真空干燥箱中抽真
空脱水气，冷却至/1 3左右按比例加入端异氰酸酯的-2 预聚体、扩链剂 !，$# 丁二醇、固化剂 *+&,-.以及固化促进剂 ’*-01（占固化剂质量分数的!6），混合均匀后再放置于)1 3真空干燥箱内脱气 01 789，浇到聚四氟乙烯板上，经程序升温固化（)1 3／!:;!11 3／":;!$1 3／!1:）。其他产物的制备过程均同上述过程类似，只是加入
酸酐（*+&,-.），温州清明化工厂；"，$，/# 三（二甲胺基甲基）苯酚（’*-#01），长沙市化工研

聚氨酯改性环氧树脂粘合剂

30m in, 停止反应。将产物在干燥器内放置 24h, 取样分析- N CO 含量, 并计算分子量。 213 粘合剂的制备
按备方在三颈瓶中依次加入环氧树脂和聚氨酯预聚体, 升温至 80℃反应 2h。配制小合剂时, 按配方加入固化剂即可。使用二氰二胺固化剂时, 需预先研磨; 为降低粘度, 可将 E244 加热至 60℃配制。 214 胶接试样及浇铸体制备
化学与粘合 1997 年第 2 期
Ξ ·研究报告·
·63·
聚氨酯改性环氧树脂粘合剂
李莉郭旭虹
(中国科学院成都有机化学研究所 610041) (四川联合大学高分子材料系成都 610065)
[ 摘要 ] 本文用端异氰酸酯基聚氨酯预聚体与环氧树脂 F244 复合, 得到了一种性能优异的改性环氧树脂合剂。粘接试样的剪切强度、不均匀扯离强度以及浇铸体的抗冲击强度、弯曲强度和拉伸强度数据表明: 聚氨酯分子量及用量或固化体系不同, 粘合剂的粘接性能、机械强度尤其是韧性均比纯 F—44 有显著提高。本文还用扫描电镜、D TA 等手段研究了改性体系的微观结构和耐热性, 探讨了改性机理。
表 3 不同固化剂时改性粘合剂与纯 E244 的粘接性能比较
从表 3 可见, 低分子聚酰胺水杨酸作固化剂时粘
固化剂
剪切强度 (M Pa) 不均匀扯离强度 (kN m ) E244 改性粘合剂 E244 改性粘合剂
接性能较好; 两种固化剂下改性粘合剂的粘接性能均明显优于纯 E244, 剪切强度提高约 30% , 不均匀扯离强
·65·
表 4 数据表明: 经聚氨酯改性的环氧树脂固化后力学性能有明显提高, 其峰值仍然出现在聚氨酯分子量为 2280, 用量为 30p h r 处, 此时冲击强度比纯 E244 提高 350% , 弯曲强度提高 70% , 拉伸强度提高 140%。 313 改性环氧树脂的耐热性分析

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