水性聚氨酯体系的性能研究与应用

发布时间：2017-05-07 12:11

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【摘要】：本论文以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚酯或聚醚多元醇为原料,合成了多种脂肪族水性聚氨酯。其研究工作分为两个部分:(1)阳离子水性聚氨酯体系的研究;(2)阴离子水性聚氨酯体系的研究。 以N—甲基二乙醇胺(MDEA)为亲水扩链剂合成了阳离子水性聚氨酯(ACPU),首次讨论了固含量对乳液粘度和粒径的影响,随着固含量的增加,乳液的粘度增大,粒径增大;研究了MDEA的含量和NCO/OH比值对乳液的粒径、粘度、硬度、耐水性等基本性能以及粘接性能的影响。结果表明:随着MDEA含量的增加,乳液的粘度增加,粒径变小,硬度增大,粘接强度增加;随着NCO/OH摩尔比的增加,乳液的粘度减小,粒径增大,硬度增大,粘接强度增加。另外对不同MDEA含量和不同NCO/OH比值下乳液的流变性能也进行了分析。将阳离子水性聚氨酯固定在医用聚氯乙烯管内壁并对其进行肝素化。使用红外光谱分析了阳离子水性聚氨酯的结构及其肝素化处理后聚合物结构的变化。通过全血凝固时间实验证明改性后的医用聚氯乙烯管的抗凝血性明显提高。 在阴离子水性聚氨酯体系中,首先讨论了交联剂三羟甲基丙烷(TMP)用量对乳液耐介质性能和胶膜力学性能的影响。研究表明适当的加入交联剂可以提高水性聚氨酯的性能。同时通过红外光谱(FTIR)、示差扫描量热法(DSC)等手段考察了软段组成、二羟甲基丙酸(DMPA)含量及不同NCO/OH比值和扩链剂用量对产物微相分离的影响。实验结果表明,聚醚型水性聚氨酯的微相分离程度高于聚酯型水性聚氨酯。提高DMPA用量,软段玻璃化温度移向低温区,说明体系的微相分离程度加大。随着NCO/OH比值的增大,软段玻璃化温度也移向低温,软硬段的微相分离程度增大。扩链剂用量的增加也会导致体系的微相分离程度增大。最后,还系统地讨论了DMPA含量、NCO/OH比值、扩链剂和交联剂用量对粘接性能的影响,结果表明能提高体系硬段含量的因素一般都有利于粘接性能的提高。
【关键词】：阳离子水性聚氨酯 阴离子水性聚氨酯 微相分离 粘接性能 肝素化 抗凝血性
【学位授予单位】：天津科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：O633.14
【目录】：

• 摘要2-3
• ABSTRACT3-8
• 第一章 前言8-28
• 1.1 概述8-9
• 1.1.1 水分散型聚氨酯的分类8
• 1.1.2 水性聚氨酯的制备原理及方法8-9
• 1.2 国外水性聚氨酯的研究进展9-11
• 1.3 国内水性聚氨酯的研究进展11-13
• 1.4 水性聚氨酯的物理性能及其影响因素13-23
• 1.4.1 水性聚氨酯树脂的性能14-16
• 1.4.2 水性聚氨酯胶膜的性能16
• 1.4.3 影响水性聚氨酯性能的因素16-18
• 1.4.4 软段结构对水性聚氨酯微相分离的影响18-21
• 1.4.5 硬段结构对水性聚氨酯微相分离的影响21-22
• 1.4.6 其他因素对水性聚氨酯微相分离的影响22-23
• 1.5 抗凝血性肝素化材料的发展概况23-24
• 1.5.1 肝素的特性23-24
• 1.5.2 肝素抗凝血机理24
• 1.6 医用高分子材料的肝素化方法24-26
• 1.6.1 离子键合法25-26
• 1.6.2 共价键合法26
• 1.7 本论文研究的目的和意义26-28
• 第二章 实验部分28-34
• 2.1 实验原料28-29
• 2.2 水性聚氨酯的制备29-30
• 2.2.1 原料预处理29
• 2.2.2 阴离子水性聚氨酯的合成.29
• 2.2.3 阳离子水性聚氨酯的合成29-30
• 2.2.4 阳离子水性聚氨酯肝素化处理30
• 2.2.5 水性聚氨酯胶膜的制备30
• 2.3 性能测试30-33
• 2.3.1 固含量的测定30-31
• 2.3.2 耐水性的测定31
• 2.3.3 平均粒径的测定31-32
• 2.3.4 粘度的测定32
• 2.3.5 力学性能的测定32-33
• 2.3.5.1 拉伸强度、断裂伸长率的测定32
• 2.3.5.2 阴离子水性聚氨酯的粘接剥离强度32
• 2.3.5.3 阳离子水性聚氨酯的粘接剥离强度32-33
• 2.3.6 硬度的测定33
• 2.3.7 稳定性测试33
• 2.4 DSC测试33
• 2.5 FTIR红外测试33
• 2.6 抗凝血材料表面分析33
• 2.7 抗凝血性检测33-34
• 第三章 结果与讨论34-57
• 第一部分 阳离子水性聚氨酯体系34-45
• 3.1 阳离子水性聚氨酯的红外光谱分析34-35
• 3.2 阳离子水性聚氨酯体系的基本配方35
• 3.3 固含量对阳离子水性聚氨酯性能的影响35-37
• 3.4 NCO／OH比值对阳离子水性聚氨酯性能的影响37
• 3.5 亲水扩链剂MDEA含量对阳离子水性聚氨酯性能的影响37-39
• 3.5.1 MDEA加料方式对乳液性能的影响37-38
• 3.5.2 MDEA含量对乳液及涂膜性能的影响38-39
• 3.6 阳离子水性聚氨酯体系的粘度和流变性能39-42
• 3.6.1 NCO／OH比值对乳液粘度和流变性能的影响39-41
• 3.6.2 MDEA含量对乳液粘度和流变性能的影响41-42
• 3.7 阳离子水性聚氨酯的粘接性能42-43
• 3.8 肝素化后的阳离子水性聚氨酯红外光谱分析43-44
• 3.9 肝素化后样品的抗凝血性分析44-45
• 第二部分 阴离子水性聚氨酯体系45-57
• 3.10 TMP用量对耐介质性能的影响45-46
• 3.10.1 TMP用量对胶膜耐水性的影响45-46
• 3.11 TMP用量对力学性能的影响46-47
• 3.12 阴离子水性聚氨酯红外光谱表征47-49
• 3.13 阴离子水性聚氨酯的微相分离49-53
• 3.13.1 DMPA用量对微相分离的影响49-50
• 3.13.2 NCO／OH比值对微相分离的影响50-51
• 3.13.3 扩链剂用量对微相分离的影响51-52
• 3.13.4 软段种类对微相分离的影响52-53
• 3.14 阴离子水性聚氨酯的粘接性能53-57
• 3.14.1 NCO／OH比值对粘接性能的影响53-54
• 3.14.2 DMPA含量对粘接性能的影响54-55
• 3.14.3 TMP用量对粘接性能的影响55-56
• 3.14.4 扩链剂用量对粘接性能的影响56-57
• 第四章 结论57-59
• 致谢59-60
• 参考文献60-64

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 徐杨军;毛明富;倪忠斌;陈明清;刘士荣;;脂肪族水性聚氨酯的制备及性能研究[J];中国胶粘剂;2011年01期

2 蒋坤;马兴元;郭勇生;吴泽;;成膜温度对水性聚氨酯合成革涂层性能的影响[J];中国皮革;2013年05期

中国硕士学位论文全文数据库 前7条

1 杨思伟;水性聚氨酯涂层剂的合成及性能研究[D];东华大学;2010年

2 夏勇;混凝土变形缝中双组分水溶性聚氨酯材料的性能试验研究[D];西安理工大学;2009年

3 贾旭敏;热致形状记忆水性聚氨酯的制备与性能[D];天津科技大学;2010年

4 吴蔚;一种H_(12)MDI水性聚氨酯的制备和性能分析[D];东华大学;2012年

5 夏会华;水性聚氨酯性能的影响因素[D];安徽大学;2013年

6 胡锦娟;水性聚氨酯/聚吡咯导电复合材料的制备及性能研究[D];陕西科技大学;2013年

7 冷翠婷;聚吡咯/二异氰酸酯改性磺酸盐型有机硅导电材料的合成与性能研究[D];陕西科技大学;2013年

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本文编号：349863