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《水性聚氨酯-纳米SiO2复合材料制备及老化性能研究》篇一水性聚氨酯-纳米SiO2复合材料制备及老化性能研究一、引言随着现代科技的不断发展，聚氨酯（PU）作为高性能聚合物，具有独特的力学、热学及化学性能，在众多领域得到了广泛应用。
然而，传统聚氨酯材料在长期使用过程中易出现老化问题，导致其性能下降。
为了改善这一状况，本文提出了一种新型的水性聚氨酯/纳米SiO2复合材料制备方法，并对其老化性能进行了深入研究。
二、材料制备1. 材料选择实验选用水性聚氨酯、纳米SiO2及助剂等作为原料。
其中，水性聚氨酯作为基体材料，纳米SiO2作为增强材料。
2. 制备过程（1）将水性聚氨酯与适量的助剂混合，搅拌均匀；（2）将纳米SiO2加入上述混合液中，进行超声分散处理；（3）将分散均匀的混合液进行浇注、固化，得到水性聚氨酯/纳米SiO2复合材料。
三、性能研究1. 物理性能通过扫描电子显微镜（SEM）观察复合材料的微观结构，发现纳米SiO2均匀地分散在水性聚氨酯基体中。
这有助于提高复合材料的力学性能和热稳定性。
2. 力学性能对复合材料进行拉伸、压缩等力学性能测试，结果表明，纳米SiO2的加入显著提高了聚氨酯的力学性能。
复合材料的拉伸强度、压缩强度及模量均有所提高。
3. 热稳定性通过热重分析（TGA）和差示扫描量热法（DSC）对复合材料的热稳定性进行研究。
结果表明，纳米SiO2的加入提高了聚氨酯的热分解温度，显著提高了其热稳定性。
四、老化性能研究1. 老化实验方法将复合材料置于不同温度、湿度及光照条件下进行加速老化实验，模拟实际使用过程中的老化过程。
2. 老化性能分析（1）外观变化：通过观察老化前后复合材料的外观变化，评估其抗老化性能；（2）力学性能：对老化后的复合材料进行拉伸、压缩等力学性能测试，分析其力学性能的变化；（3）热稳定性：通过TGA和DSC分析老化后复合材料的热稳定性变化。
五、结果与讨论经过对水性聚氨酯/纳米SiO2复合材料的老化性能研究，得出以下结论：1. 纳米SiO2的加入显著提高了水性聚氨酯的抗老化性能。
水性聚氨酯研究报告引言水性聚氨酯（waterborne polyurethane，简称WPU）是一类具有良好环保性能的高分子材料，在涂料、胶黏剂、弹性体等领域具有广泛的应用。
本报告旨在介绍水性聚氨酯的研究进展、制备方法、特性以及应用前景，促进对水性聚氨酯的进一步研究和开发。
1. 水性聚氨酯的制备方法水性聚氨酯的制备方法主要包括亲水基团引入法、无溶剂法和乳液聚合法等。
其中，乳液聚合法是目前较为常用的方法，具体流程如下： 1. 选择合适的聚醚多元醇和二元异氰酸酯作为主要原料。
2. 在适当的温度和条件下，将聚醚多元醇和二元异氰酸酯进行预聚合反应，形成醇胺预聚体。
3. 将醇胺预聚体与水相稳定体系（包括乳化剂和乳化助剂）进行乳化，得到水性聚氨酯乳液。
4. 进行乳液的脱溶剂化，其中常用的方法有真空蒸馏法、半透膜脱溶法等。
2. 水性聚氨酯的特性水性聚氨酯具有以下几个显著特性： - 环保性：相对于传统的溶剂型聚氨酯，水性聚氨酯具有低挥发性，减少了有机溶剂的使用，符合环保要求。
- 优异的物理性能：水性聚氨酯具有良好的柔韧性、强度和耐候性等物理性能。
- 良好的附着力：水性聚氨酯能够与不同类型的基材形成牢固的结合，提供优异的附着力。
- 调控性能：水性聚氨酯可以通过调整主链结构、交联机理和配方等方式，实现对其性能的调控。
3. 水性聚氨酯在涂料领域的应用水性聚氨酯在涂料领域具有广泛的应用前景，主要体现在以下几个方面： 1. 家具涂料：水性聚氨酯具有优良的耐刮擦性、耐磨损性和耐化学药品腐蚀性，适用于家具表面的涂装。
2. 木器涂料：水性聚氨酯可用于室内外木器的装饰和保护，具有优异的抗紫外线性能和耐候性能。
3. 金属涂料：水性聚氨酯具有优异的耐蚀性和防锈性能，适用于金属表面的防腐涂料。
4. 汽车涂料：水性聚氨酯可以作为汽车涂料的基材，具有良好的附着力、耐候性和耐化学腐蚀性。
4. 水性聚氨酯在胶黏剂领域的应用水性聚氨酯在胶黏剂领域也具有广泛的应用前景，如下所示： 1. 木工胶：水性聚氨酯胶黏剂用于木工胶可以提供优良的粘接强度和耐候性。
水性聚氨酯材料水性聚氨酯材料是一种新型的环保型高分子材料，它具有优异的性能和广泛的应用领域。
水性聚氨酯材料以水作为溶剂，不含有机溶剂，具有低挥发性和低毒性，对环境和人体健康无害，是一种绿色环保的材料。
本文将从水性聚氨酯材料的性能特点、制备工艺、应用领域等方面进行介绍。
一、水性聚氨酯材料的性能特点。
1. 环保性，水性聚氨酯材料以水为溶剂，不含有机溶剂，不会产生挥发性有机化合物，对环境无污染，符合环保要求。
2. 耐候性，水性聚氨酯材料具有优异的耐候性，能够在室外环境下长期使用而不发生老化、褪色等现象。
3. 耐化学性，水性聚氨酯材料具有良好的耐化学性，能够抵抗酸碱、溶剂等化学物质的侵蚀，具有较强的耐腐蚀性。
4. 耐磨性，水性聚氨酯材料具有良好的耐磨性，能够承受一定的摩擦和冲击而不易损坏。
5. 耐温性，水性聚氨酯材料具有较高的耐温性，能够在一定温度范围内保持稳定的性能。
6. 耐水性，水性聚氨酯材料具有良好的耐水性，能够在潮湿环境下长期使用而不发生变形、腐蚀等现象。
二、水性聚氨酯材料的制备工艺。
水性聚氨酯材料的制备工艺主要包括原料准备、反应制备、加工成型等步骤。
其主要原料包括聚醚多元醇、异氰酸酯、交联剂、助剂等。
制备工艺流程一般包括以下几个步骤：1. 原料准备，将所需的聚醚多元醇、异氰酸酯、交联剂、助剂等原料按一定配方准备好，保证原料的质量和比例。
2. 反应制备，将聚醚多元醇、异氰酸酯等原料按一定比例混合，在一定条件下进行反应，生成水性聚氨酯树脂。
3. 加工成型，将制备好的水性聚氨酯树脂进行加工成型，可以通过涂覆、浸渍、喷涂、注塑等方式进行加工成各种形状的制品。
三、水性聚氨酯材料的应用领域。
水性聚氨酯材料具有广泛的应用领域，主要包括涂料、胶粘剂、印刷油墨、合成革、纺织品涂层、建筑防水材料等。
具体包括以下几个方面：1. 涂料，水性聚氨酯涂料具有优异的耐候性、耐磨性和耐化学性，广泛应用于汽车、家具、建筑等领域。
交联型-聚合型水性聚氨酯的制备及性能研究交联型/聚合型水性聚氨酯的制备及性能研究1.引言水性聚氨酯 (Waterborne Polyurethane，简称：WPU) 是一种在环境友好的水相体系中进行合成的聚合物，受到了广泛的关注和研究。
其优异的性能使其在涂料、胶粘剂、纤维等领域具有良好的应用前景。
通过交联和聚合两种不同的方法制备交联型/聚合型水性聚氨酯，可以进一步改善其性能，提高其在各个领域的应用能力。
2.制备方法2.1 交联型水性聚氨酯的制备方法交联型水性聚氨酯的制备主要通过聚合反应中引入交联剂来实现。
常用的交联剂有异氰酸酯类、聚醚二醇等。
例如，将异氰酸酯与聚醚二醇等在适当条件下进行反应，经过调整反应条件（如配比、分子量等），可制备出具有不同交联程度的交联型水性聚氨酯。
2.2 聚合型水性聚氨酯的制备方法聚合型水性聚氨酯的制备主要通过聚合反应中引入交联剂来实现。
常用的交联剂有丙烯酸、甲基丙烯酸等。
例如，将丙烯酸与甲基丙烯酸等在适当条件下进行反应，经过调整反应条件（如配比、反应时间等），可制备出具有不同聚合度的聚合型水性聚氨酯。
3.性能研究3.1 交联型水性聚氨酯的性能研究交联型水性聚氨酯具有良好的耐温性、耐化学品性、耐磨性等优点。
通过改变交联剂的种类和用量，可以进一步调控交联度，从而改变其力学性能。
例如，引入聚醚二醇作为交联剂，可以使交联型水性聚氨酯具有较好的柔韧性和弹性；而引入异氰酸酯类作为交联剂，则可以增加其硬度和耐磨性。
3.2 聚合型水性聚氨酯的性能研究聚合型水性聚氨酯具有较好的附着力、耐候性、溶剂稳定性等性能。
通过改变不同交联剂的种类和比例，可以调控其固化速度和交联度，从而影响其性能。
例如，引入丙烯酸作为交联剂，可以使聚合型水性聚氨酯具有较好的耐候性和耐臭氧性；而引入甲基丙烯酸作为交联剂，则可以提高其耐溶剂性。
4.应用前景交联型/聚合型水性聚氨酯具有良好的环境友好性、可持续性和应用性能，广泛应用于涂料、胶粘剂、纤维等领域。
水性聚氨酯的制备及应用[摘要]该文综述了水性聚氨酯的制备方法及其主要原料、水性聚氨酯的应用。
探讨水性聚氨酯的发展前景。
[关键词]水性聚氨酯制备应用发展水性聚氨酯是60年代发展起来的高分子材料，由于其优异的性能，越来越受到人们的青睐。
水性聚氨酯以水作为分散介质，具有不燃、无毒、无污染、节省能源及易贮存等优点，使用方便。
同时具有溶剂型聚氨酯的一些重要性能特征。
随着人们环保意识的日益增强和各国安全、环保法规的确立和日益强化，传统溶剂型聚氨酯的应用越来越受到限制，水性聚氨酯取代溶剂型聚氨酯将成为必然。
一、水性聚氨酯的制备主要原料是多异氰酸酯与聚醚或聚酯多元醇，利用多异氰酸酯中-nco基与醇中的-oh基反应生成聚氨酯预聚体，经过扩链后，用封端剂封端成为阴离子的水溶性聚氨酯化合物。
1、多异氰酸酯的选择多异氰酸酯可使用甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、脂肪族主要有六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯。
其中甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯国内已经工业化生产。
一般而言，制备水性聚氨酯应采用活性较低的多异氰酸酯。
芳香族异氰酸酯制成的产品受日光照射后易泛黄，脂肪族异氰酸酯制品耐日光性较好。
2、多元醇的选择水性聚氨酯合成用低聚物多元醇主要包括聚醚型、聚酯型两大类，它构成聚氨酯的软段，但两类不能在均相中相互混合使用。
常用的原料只有聚酯二醇；而聚醚二醇、聚碳酸酯二醇使用较少。
聚酯多元醇制品强度高，但耐水解性差；聚醚多元醇制品成本低，耐水解性能好，为提高聚酯型水性聚氨酯的贮存稳定性提供了原料支持。
3、扩链剂的选择为了调节分子量及软、硬段比例，在水性聚氨酯合成中常使用扩链剂。
常用的扩链剂为二官能团的二醇、二胺类。
当-oh／-nco 或-nh2／-nco>1时，只起扩连作用；若-oh／-nco或-nh2／-nco<1时，则既起扩链作用，又起交联作用。
常用的脂肪族多元醇有：乙二醇、一缩二乙二醇、1，2-丙二醇、一缩二丙二醇、1，4-丁二醇，有时也加入少量的tmp(三羟甲基丙烷)引入适量的分支，改善性能。
水性聚氨酯的制备实验仪器：异佛尔酮二异氰酸酯，聚丙二醇，二羟甲基丙酸98% ，1,4-丁二醇，二正丁胺，二丁基二月桂酸锡，三乙胺，乙二胺，1-甲基-2-吡咯烷酮，丙酮，无水乙醇，甲苯，4A 分子筛，氯化钙，溴化钾，氯化钠，氢氧化钙，盐酸，溴甲基酚蓝，去离子水实验过程：将适量的聚丙二醇和异佛尔酮二异氰酸酯混合均匀加入250m L 的四口烧瓶中，四口烧瓶带有冷凝管、温度计、恒压滴液漏斗。
启动搅拌器调至合适的转速（800r/min），用油浴加热至85℃恒温反应2h 左右，反应过程中加入溶剂丙酮以降低预聚物的黏度，然后降温至80℃左右，加入6~7 滴催化剂二月桂酸二丁基锡，再将事先配制好的二羟甲基丙酸和1,4-丁二醇混合均匀，加入恒压滴液漏斗中缓慢滴入烧瓶中，维持该温度反应2h，采用二正丁胺法确定异氰酸酯基的理论含量，当达到理论值时，再降温至50℃，加入适量三乙胺反应0.5h，再加入适量的去离子水，高速搅拌（1500r/min）使其乳化，乳化0.5h 后加入乙二胺进行扩链，得到水性聚氨酯乳液，对水性聚氨酯乳液进行减压蒸馏，除去乳液中含有的有机溶剂丙酮，得到不含丙酮的环保型水性聚氨酯乳液。
学长过程：1，干燥PEG。
实验室真空干燥机压力不够，所以我后来也就没干燥。
理论上是要干燥的2，PEG跟IPDI预聚反应2h,温度控制在80-90℃R值我取2.053,加入DMPA（4%）降温至65℃，扩链2.5h。
由于DMPA不好溶，先把DMPA用DMF 溶解再加进去4，降温至55℃，加三乙胺100%中和，30min5，降温至25℃加蒸馏水高速乳化30min水的质量我按PEG:水=1:1.8来加的。
但是制得的乳液有点稠，你试试多加点水预聚跟扩链阶段感觉体系粘稠的难以反应时加点丙酮，这个实验工艺还有很多可以改进的地方，一起加油吧。
含氟水性聚氨酯的合成及其性能研究陈丽红;宋剑斌;李燃;杨文斌【摘要】以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚己内酯二元醇(PCL)、2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)、1,4-丁二醇(BDO)为原料合成聚酯型水性聚氨酯.通过氟单体(甲基丙烯酸十二氟庚酯(MBFA-12))的引入,制备具有互穿网络结构的含氟水性聚氨酯(WPU-F).研究了MBFA-12含量对WPU-F涂膜的乳液粒径、粘度、耐水性能、硬度、附着力以及耐磨性能的影响.结果表明,氟单体MBFA-12的加入,明显提高了涂膜的耐水性能.当氟单体含量为40％时,涂膜的接触角从未改性的60.5°提高到113.0°,吸水率也从未改性的60.20％降低至1.54％.但由于在反应过程中MBFA-12本身容易自聚产生一些低聚物,对WPU涂膜的硬度和耐磨性能产生不良的影响.【期刊名称】《西北林学院学报》【年(卷),期】2014(029)003【总页数】6页(P198-203)【关键词】含氟水性聚氨酯;甲基丙烯酸十二氟庚酯;接触角;吸水率【作者】陈丽红;宋剑斌;李燃;杨文斌【作者单位】福建农林大学材料工程学院,福建福州350002;福建农林大学材料工程学院,福建福州350002;福建农林大学材料工程学院,福建福州350002;福建农林大学材料工程学院,福建福州350002【正文语种】中文【中图分类】S782.39随着人们的环保意识日益增强，人们对自己的生存环境的要求也越来越高。
水性聚氨酯涂料（WPU）作为一种重要的涂料，它以水代替有机溶剂作为分散剂，不但保留聚氨酯涂膜耐磨性好、强度高等特点。
而且还能有效降低挥发性有机化合物含量，符合人们的环保需求。
目前，WPU广泛应用于涂料［1－3］、胶粘剂、织物涂层、整理剂、皮革涂饰剂、纸张表面处理剂和纤维表面处理剂［4－5］等领域，聚氨酯树脂的水性化正逐步取代溶剂型，成为聚氨酯工业发展的重要方向之一。
然而，在WPU分子结构中含有大量亲水性基团，使得最终涂层具有较高的表面能，降低了膜的耐水性［6］。
水性聚氨酯的制备及改性方法
一、水性聚氨酯的制备方法：
1.原位聚合法：通过在聚醚、聚酯等官能化的基料中，加入异氰酸酯类化合物，经过聚合反应形成水性聚氨酯。
2.分散聚合法：将异氰酸酯类物质预分散于水中，再与聚醚、聚酯等官能化的基料发生反应，形成水性聚氨酯。
二、水性聚氨酯的改性方法：
1.溶剂改性：将溶解介质（如乙醇、丙酮等）加入到水性聚氨酯中，通过调整溶解度和离子强度，改变聚氨酯的粘度、干燥速度等性能。
2.聚合物改性：将其他合成树脂（如丙烯酸乳液、聚酯树脂等）与水性聚氨酯混合进行共聚反应，以改善聚氨酯的力学性能、耐热性等性能。
3.环氧树脂改性：将环氧树脂加入水性聚氨酯中，通过交联反应，提高聚氨酯的耐磨性、耐溶剂性和耐冲击性。
4.硅橡胶改性：将硅橡胶加入水性聚氨酯中，形成混合胶，可以提高聚氨酯的耐候性、耐油性和抗拉强度。
5.纳米填料改性：引入纳米颗粒（如纳米二氧化硅、纳米氧化铁等）到水性聚氨酯中，通过增加界面层面，提高聚氨酯的力学性能、耐磨性和耐腐蚀性。
三、水性聚氨酯的应用领域：
1.涂料与胶粘剂：水性聚氨酯可以用于木材涂料、金属涂料、塑料涂料、地板涂料、汽车涂料等领域。
2.印刷油墨：水性聚氨酯可以用于纸张印刷油墨、塑料印刷油墨等领域。
3.纤维与皮革：水性聚氨酯可以用于纺织面料的涂层、皮革的涂层和胶粘剂等领域。
4.胶黏剂与密封剂：水性聚氨酯可以用于建筑胶黏剂、汽车密封剂、电子胶黏剂等领域。
5.防腐与防护：水性聚氨酯可以用于防水涂料、防腐涂料、建筑涂料等领域。
总之，水性聚氨酯的制备及改性方法多种多样，可以根据不同需求和应用领域进行选择和调整，以获得理想的性能和性质。
