水性形狀記憶聚氨酯的合成及性能研究.pdf

1、智能聚合物材料是當(dāng)今世界材料領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一,世界各國都在積極的對(duì)這一新興功能材料進(jìn)行研究與開發(fā)。本文所合成和研究的水性形狀記憶聚氨酯材料就是該類智能材料中最引人注目的一種,它具有出眾的性能和寬廣的應(yīng)用領(lǐng)域。
　　本文以不同原料合成了三個(gè)系列的水性形狀記憶聚氨酯,對(duì)其性能進(jìn)行了系統(tǒng)的研究,論文的主要內(nèi)容如下:
　　1.概述了水性聚氨酯近年來的發(fā)展和應(yīng)用情況,對(duì)水性聚氨酯的制備方法進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。同時(shí)介紹了國內(nèi)外近年來溶劑

2、型形狀記憶聚氨酯方法的研究進(jìn)展情況,通過對(duì)各種復(fù)合方法優(yōu)缺點(diǎn)的比較分析,確定了本課題的研究意義及研究內(nèi)容。
　　2.從形狀記憶聚氨酯的形狀記憶原理出發(fā),合成了一種可完全回復(fù)形狀的新型交聯(lián)型水性形狀記憶聚氨酯,在合成交聯(lián)型形狀記憶聚氨酯的基礎(chǔ)上,詳細(xì)研究了它的熱學(xué)性能、動(dòng)態(tài)力學(xué)性能、形狀記憶性能。深入探討了交聯(lián)型形狀記憶聚氨酯的結(jié)構(gòu)對(duì)其形狀記憶性能和其它性能的影響,通過與線型聚氨酯的比較,發(fā)現(xiàn)交聯(lián)型聚氨酯具有可完全回復(fù)形狀的特點(diǎn)。<

3、br>　　3.以2,4-甲苯二異氰酸酯(TDI)、聚己內(nèi)酯二醇(PCL)、二羥甲基丙酸(DMPA)和三羥甲基丙烷(TMP)合成水性內(nèi)交聯(lián)型形狀記憶聚氨酯(WSPU)。研究不同分子量的PCL以及有親水?dāng)U鏈劑的存在下,對(duì)其形狀記憶性能的影響。FT-IR、1H-NMR、DSC、形狀記憶性能表征結(jié)果表明,當(dāng)軟硬段質(zhì)量比為定值時(shí),PCL分子量的增加使得軟段結(jié)晶程度增加;當(dāng)PCL分子量在5000時(shí),它的形狀記憶恢復(fù)率已達(dá)到95℅;但由于軟段分子量的

4、增大,導(dǎo)致聚氨酯粒徑也隨之而增大,乳液的不穩(wěn)定性增加。
　　4.合成以異氟爾酮二異氰酸酯(IPDI)為硬段的水性形狀記憶聚氨酯材料,對(duì)其熱性能、動(dòng)態(tài)力學(xué)性能、形狀記憶性能、透濕氣性能進(jìn)行了研究,并與TDI型水性形狀記憶聚氨酯進(jìn)行了比較,研究發(fā)現(xiàn)TDI型水性形狀記憶聚氨酯具有更大的軟段結(jié)晶度、更好的形狀記憶性能、更優(yōu)越的力學(xué)性能。
　　5.采用聚己內(nèi)酯二醇(PCL),2,4-甲苯二異氰酸酯(TDI),N-甲基二乙醇胺(MDEA

5、)為基本原料,用丙酮法合成了陽離子水性形狀記憶聚氨酯。討論了MDEA的加入方式及其用量、反應(yīng)溫度等因素對(duì)乳液性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,當(dāng)MDEA的用量占樹脂的6％-7％,采用饑餓加料的方式滴加MDEA,初聚體合成溫度為80℃,引入親水?dāng)U鏈基團(tuán)的擴(kuò)鏈反應(yīng)溫度為40℃,中和度為90％-100％時(shí),合成的陽離子水性形狀記憶聚氨酯乳液具有較好的貯存穩(wěn)定性,且涂膜的耐水性和記憶性能良好。
　　6.并且在利用涂層,將不同濃度的水性形狀記憶聚氨