有机硅改性超支化聚氨酯的研究

有机硅改性聚氨酯的微观结构和性能探讨摘要：本研究中利用差热扫描量热仪、透射电镜以及正电子湮灭寿命谱对水性有机硅改性聚氨酯微观结构进行了分析，利用静态拉伸试验对水性有机硅改性聚氨酯膜的力学性能进行了测试，证明了聚氨酯改性后其膜内部的微相分离结构更为突出，同时扩大了自由体积的空洞，进而造成透湿性能的显著提高。

关键词：有机硅聚氨酯微观结构性能以聚氨酯作为涂层而制成的合成革除了在外观上具有真皮感外，还具有较好的粘结性、方便加工、价格较低等多种优势，防水性能也非常突出，因而在工业生产中大量运用。

本文对水性有机硅改性聚氨酯（WSPU）的围观结构和性能进行了滔滔，其中混合软段选用的是聚四氢呋喃醚（PWMG）、聚乙二醇（PEG）以及α，ω-二氨丙基聚二甲基硅氧烷（APDMS）作为，亲水扩连剂选取的是二羟甲基丙酸充当，1，4-丁二醇充当硬段调节剂，反应物为异佛尔酮二异氰酸酯。

一、WSPU微相分离的宏观结构分析1.DSC方面是在不同APDMS质量分数下，WSPU膜的DSC曲线情况变化。

根据图中显示，我们可以明显看出WSPU在—78摄氏度时发生了一次玻璃化转变，除此之外，处于20摄氏度时还出现了一次微小熔融，反观其他同样含有APDMS的聚合物DSC曲线，都是只有两个玻璃化转变区，分别归归属于在—78摄氏度左右软段的玻璃化转变和100摄氏度左右的硬段的玻璃化转变。

因而我们不难看出，含有APDMS的聚氨酯无论是在软段还是硬段都是属于一种无定形状态，同时WSPU的软段和硬段之间还存在非常显著的微相分离。

软段玻璃化转变温度变化上，则随着APDMS含量的不但增加而呈现出降低的趋势，而硬段玻璃化转变温度则明显不同，呈现出先升高后降低的状态，换句话说就是随着APDMS含量的不断增加，聚合物微相分离在增加之后又逐渐开始递减，而在PDMS质量分数达到了10%时，其微相分离程度到达了一个顶值，为最大。

2.TEM方面WSPU0软段和硬段相分离界面非常模糊，基本很难用肉眼分辨。

有机硅改性聚氨酯弹性体材料的研究陈精华　刘伟区　宣宜宁　张　斌(中国科学院广州化学研究所　510650)摘　要:以聚氧化丙烯二醇或聚氧化丙烯三醇、氨乙基氨丙基聚二甲基硅氧烷、甲苯二异氰酸酯为原料在无溶剂条件下制备预聚体,利用二甲基硫甲苯二胺为固化剂合成一系列氨基硅油改性聚氨酯弹性体材料,并对材料的力学性能、耐热性、表面水接触角等性能进行了测试。

结果表明,改性后的聚氨酯弹性体具有更优良的力学性能、耐热性及表面疏水性。

关键词:聚氨酯;氨基硅油;弹性体;改性;合成 聚氨酯弹性体通常以低聚物多元醇、多异氰酸酯、扩链/交联剂及少量助剂为原料制得[1]。

聚氨酯弹性体模量一般介于橡胶和塑料之间,具有较高的强度和弹性、较好的硬度和耐磨性等优异性能,因此在市场上得到广泛使用。

但由于存在耐高低温、耐候及表面性能欠佳等缺点,使其在某些特定领域的应用受到限制。

聚二甲基硅氧烷(PDMS )具有优异的介电性、柔韧性、耐高低温性和耐候性及较好的疏水性和低表面张力,用PDMS 改性聚氨酯可以改善聚氨酯弹性体的性能,获得较好的综合性能。

目前文献报道的有机硅改性聚氨酯的方式主要有两种,一种是利用活性端基封端的聚二甲基硅氧烷与聚氨酯形成嵌段共聚物[2～4];另一种是利用侧链含有活性基团的聚二甲基硅氧烷与聚氨酯接枝反应形成有机硅-聚氨酯共聚物[5,6],表面改性是其目的之一。

前者硅氧烷链段被嵌在聚氨酯主链中,它向表面迁移的能力受到主链的牵制,所以为了获得较好的表面改性效果,常需加入大量的PDMS ,这将会导致聚氨酯的力学强度明显下降。

后者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,但由于有机硅和聚氨酯的溶解度参数相差太大[7],及氨基硅油与二异氰酸酯反应迅速,所以所进行的聚合反应都需在特殊溶剂中进行,且大都停留在实验室阶段,工业化产品很少。

本工作采用特殊的工艺条件和特殊的分子设计,利用聚氧化丙烯二醇(PPG )或聚氧化丙烯三醇(PPT )、氨乙基氨丙基聚二甲基硅氧烷(氨基硅油,AE APS )、甲苯二异氰酸酯(T DI )在无溶剂条件下合成了一系列有机硅-聚氨酯预聚体,再采用新型固化剂二甲基硫甲苯二胺(DADMT )固化,制得有机硅-聚氨酯弹性体材料。

有机硅改性水性聚氨酯的研究一、本文概述随着环保理念的深入人心和科学技术的不断进步，水性聚氨酯作为一种环境友好型高分子材料，在涂料、胶粘剂、皮革涂饰剂、纸张处理剂、纤维处理剂以及高分子膜等多个领域得到了广泛应用。

然而，传统的水性聚氨酯在某些性能上仍存在一定不足，如耐水性、耐溶剂性、耐候性等方面的性能有待提升。

因此，通过改性提高水性聚氨酯的性能成为了研究的热点。

有机硅材料以其独特的结构和性能，如良好的耐水性、耐候性、耐化学腐蚀性等，成为了改性水性聚氨酯的理想选择。

有机硅改性水性聚氨酯不仅继承了水性聚氨酯的环保性，还大幅提升了其耐水、耐候等性能，拓宽了其应用领域。

本文旨在深入研究有机硅改性水性聚氨酯的制备工艺、性能表征及应用性能，探讨有机硅改性对水性聚氨酯性能的影响机理。

通过系统的实验研究和理论分析，为有机硅改性水性聚氨酯的工业化生产和应用提供理论支持和技术指导。

本文也期望通过这一研究，为推动水性聚氨酯材料的发展和应用做出一定的贡献。

二、有机硅改性水性聚氨酯的制备方法有机硅改性水性聚氨酯的制备主要涉及到有机硅化合物的引入和水性聚氨酯的合成两个主要步骤。

以下将详细介绍这一制备过程。

需要选择适合的有机硅化合物进行改性。

常见的有机硅化合物包括硅烷偶联剂、聚硅氧烷等。

这些化合物具有良好的耐水、耐候和耐化学腐蚀性能，能够有效提高水性聚氨酯的性能。

在选择有机硅化合物后，需要进行适当的处理，如水解、醇解等，以使其能够更好地与水性聚氨酯反应。

水性聚氨酯的合成通常采用预聚体法。

将异氰酸酯与多元醇进行预聚反应，生成预聚体。

然后，在预聚体中加入扩链剂、催化剂、水等，进行链扩展和乳化，最终得到水性聚氨酯乳液。

在合成水性聚氨酯的过程中，将处理后的有机硅化合物引入反应体系。

有机硅化合物可以与预聚体中的异氰酸酯基团发生反应，形成硅氧键，从而将有机硅链段引入水性聚氨酯分子链中。

通过控制有机硅化合物的加入量和反应条件，可以实现对水性聚氨酯性能的调控。

基于有机硅改性聚氨酯胶粘剂的分析摘要：本文主要对有机硅改性聚氨酯胶粘剂进一步分析了解。

用有机硅改性聚氨酯，在保持有机硅树脂许多原有优良性质基本不变的前提下，可提高有机硅的附着力、耐磨性、耐候性及耐化学药品性，可在常温下固化。

关键词：有机硅；聚氨酷；粘接性能；聚硅氧烷；用途引言：有机硅产品规模在不断扩大，有机硅产品的数量和质量在不断提高。

聚氨酯是一类性能优良的高分子材料，具有高粘接性能，但也有不足之处，如耐高温、热老化性能欠佳，而有机硅具有良好的耐高温、热老化性能；从整体实力和技术水平上讲述与发达国家有很大的差距，尚有很长的路要走。

一、有机硅化学简述有机硅原是指硅原子与碳原子直接结合的化合物，现在将聚硅氧烷也包括在内，统称为有机硅。

有机硅化合物是指含有硅碳键的化合物，其中硅原子通过有机基团的碳原子与之相连，也就是至少有一个有机基团的碳原子结合到硅原子上才能形成有机硅化合物。

有机硅化学是研究有机硅化合物的合成、结构、性能和用途的一门新兴科学，在元素有机化学领域，它是发展最快的一支。

有机硅高聚物是有机硅化学中研究最多、应用最广的一类，它之所以有广泛的用途，主要是由于它具有极其宝贵的性能如耐高低温、绝缘、耐腐蚀、耐水、耐老化以及生理惰性等。

目前市场上有机硅品种较多，主要有硅油、硅橡胶、硅树脂、硅烷偶联剂等，因此广泛应用于航空、宇航、电子、轻工、机械、交通运输、建筑、化工、医药等方面，成为国民经济中重要的新型材料。

二、有机硅改性聚氨酯胶粘剂的概述聚氨酯材料是发展最快的高分子材料之一，具有耐磨、抗撕裂、抗屈挠性好等特点，并可制成各种性能不同的制品，具有广泛的用途。

聚氨酷的结构是软段和硬段以嵌段、接枝或互穿网络的方式组成。

软段通常为聚醚或聚酯，赋予聚氨酯以柔性和韧性，硬段通常为二或多异氰酸酯与小分子的二元醇或二元胺作扩链剂的缩聚物，赋予聚氨酯以强度和刚度。

通过调节软段和硬段的比例、及不同多元醇的结构，可获得性能各异的胶粘剂。

第38卷第9期2010年9月化　工　新　型　材　料N EW CH EM ICA L M A T ERIA LS V ol .38N o .9·69·作者简介:周亭亭(1986-),女,硕士研究生,主要从事水性高分子材料的研究与应用。

联系人:杨建军,教授,硕导。

有机硅改性水性聚氨酯的研究进展周亭亭　杨建军＊　吴庆云　吴明元　张建安(安徽大学化学化工学院与安徽省绿色高分子重点实验室,合肥230039)摘　要　综述了有机硅改性水性聚氨酯的研究发展,主要包括有机硅、有机硅-环氧树脂、有机硅-丙烯酸酯和无机纳米SiO 2对水性聚氨酯改性的不同方法和特点,相应地介绍了这些改性水性聚氨酯在不同领域的应用进展,并对有机硅改性水性聚氨酯的未来发展前景作了展望。

关键词　水性聚氨酯,有机硅,纳米,改性,研究进展Research progress of silicone modified waterborne polyu rethanesZhou Ting ting Yang Jianjun Wu Qingy un Wu Mingyuan Zhang Jianan(Schoo l of Chemistry and Chem ical Engineering of Anhui Univer sity &Key Laborsato ry o fEnvironment -friendly Po lymer Materials o f Anhui Province ,H efei 230039)A bstract T he w ate rbor ne poly urethane s modified by silico ne including silico ne ,silico ne -epox y resin ,silicone -acry -late and nano -SiO 2modificatio n w ere summaried .T he re sear ch prog re ss of aboved materials a pplied in various fields based on diffe rent fea tures and methods w ere intruduced .Fina lly ,the future o n w aterbor ne po ly ur etha nes mo dified by silico ne was pro spected .Key words wa te rbo rne poly urethane ,silicone ,nano ,modifica tion ,resea rch 水性聚氨酯具有优良的耐水、耐溶剂、耐化学腐蚀等优点,广泛用于纺织印染加工、皮革加工、粘合剂、家具漆、电泳漆、电沉积涂料、建筑涂料、纸张处理涂料、玻璃纤维涂料等[1]。

有机硅改性聚氨酯弹性体的制备及性能研究摘要：聚氨酯在日常生活中应用广泛，由于其原料组成的多样性与配比组合的复杂性，使得做出的成品具有各种不同的性能。

因此能适应各种不同的环境。

但聚氨酯本身的韧性差，抗拉强度低，耐老化、耐化学性差，在实际应用中受到一些限制。

因此需要对聚氨酯进行改性，其中有机硅改性聚氨酯弹性体具有较高的强度，弹性以及耐高温耐老化性，硬度范围容易调节，可从邵o硬度到邵D硬度跨度，也因此具有优异的耐磨性能。

本文主要对有机硅改性聚氨酯弹性体进行制备，并对其力学性及耐热性进行分析，希望对相关从业人员的工作有一定的参考作用。

关键词：有机硅改性聚氨酯弹性体；制备；力学性能耐热性引言：有机硅高分子在当前的聚氨酯弹性体的制备中较为常见，其主要的特点就是在使用的过程中，分子间的作用力比较小，原因是因为其自身的Si-O-Si重复单元结构，这种结构本身具备较为稳定的性能，因此使用这种原料合成的聚合物材料本身的耐热性和稳定性都比较好，但是有机硅高分子本身的力学性能比较低，因此在使用的时候，需要采用填料以及硫化等方式，对其进行一定的强化，虽然其强度在这样的制造过程中有了一定的提升，但是在实际的使用中，其拉伸的强度依旧比较低，所以针对这个部分，必须使用一定的改善方法，才可以让其能够达到使用的需求，完成当前的使用标准。

1.有机硅改性聚氨酯合成方法1.NCO封闭的预聚体合成在本次的合成中，主要使用的方式就是在装有氨气导管，恒压滴液漏斗，回流的冷凝装置等等，在机械搅拌的烧瓶中，按照比例加入相关的MDI，羟丙基PDMS，在氨气的保护下，主要在温度范围70-90℃之间进行反应操作，并且每隔一个小时，就需要对体系中的NCO含量进行监测，让其能够保持稳定后，停止改工作，最终得到NCO分段预聚体。

1.预聚体扩链在实施的过程中，首先应该将温度设置在70℃，按照上述（一）步骤中的产物，加入一定的溶剂进行稀释，一般采用的漏斗主要是预聚体溶液中用两到三秒的时间，进行滴加试剂，最终将实际的扩链剂（BDO）、一段酸亚西缓和溶液进行一到五个小时的反应之后，用红外线对产物进行检测，直到其中的NCO峰小时候，停止进行反应，需要进行一定黏度的产物，并且将长夜溶剂导入四氟模具致中和，在室温下进行固化，一般情况下需要进行12个小时左右的时间，才可以完成固化的过程，完成固化之后，放入一定温度的真空干燥箱中进行干燥，到达恒重的条件，完成本次的制作，在室温下放置一周以后，对其力学的性能进行测试，完成本次的制作过程。

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]。

有机硅改性聚氨酯的研究进展作者：马力祥来源：《中国化工贸易·中旬刊》2017年第08期摘要：目前阶段，我国对于高型分子材料的使用比较广泛，有机硅改性聚氨酯聚合物就是其中之一。

在本文中，就机硅改性聚氨酯聚合物的相关结构进行深入分析，对于有机硅改性聚氨酯的合成方法及性能，给予详细探究，希望通过文章介绍，能够增强大家对于有机硅改性聚氨酯的进一步认识和了解。

关键词：有机硅改性聚氨酯；研究；进展聚硅氧烷具有一定的独特性能，其该种独特性是由它的特殊化学结构决定的，其主要的特性是具有优良的电绝缘性和耐高低温性，同时，稳定的化学性也是它的独特性能之一。

除此之外，聚硅氧烷还具有一定的生理惰性和生物相容性及憎水防潮性。

在上个世纪四十年代，我国在工业中开始对其的运用之后，其运用的范围来说也更加宽广了，但是聚硅氧烷也有一定的缺点存在，在实际的生产中，要对聚氨酯性能给予改变，使其在未来的生产中被使用和发展。

1 聚氨酯改性聚合物的具体合成方法因为聚二甲基硅氧烷与聚氨酯的溶度参数差距性比较大，这是热力学典型的不稳定体系，微相分离在聚硅氧烷-聚氨酯有一定的存在性，这也是其最为特殊的性能体现，但是这种微相分离要在一定的程度下进行，过度了就会使得该材料的力学性能有所缺失，不会达到理性的状态。

故而，为了呈现最好的效果，在实际的使用过程中，可以采用对强软硬段之间的相互作用，不断的对两相相容性进一步的提高，从而可以一定程度对力学的性能有所增加。

1.1 在软段上引入极性侧基通过一定的研究，可以看出，将少量极性基团在聚硅氧烷软段中进行引入，可以一定程度对软段的溶度参数进行提高，从而也可以对软、硬段的相分离程度有所减少，也能够加宽界面区域，对于界面的“粘接”来说，也是有所帮助的，能够改善和提高一定的材料力学性能。

1.2 在软缎中引入脲基团在聚硅氧烷中引入脲键，对于软、硬段的相同性而言，也是一种改善和提高。

该体系中有两相间的氢键作用，又有一定的软段间的氢键作用，一定程度对于该种材料的力学性能也是一种明显的提高。