科研报告

共聚型自修复聚氨酯的制备及其性能研究

李  傲^1,2，龙银桃³，廖艳梅³，叶晓兰⁴，任  军⁴，郭万忠²，赵  军²，刘  渊⁴

(1.太原理工大学安全与应急管理工程学院，山西 太原  030024；2.晋能控股集团，山西 大同  037000；3.贵州大学精细化工研究开发中心，教育部绿色农药和农业生物工程重点实验室，贵州 贵阳  550025；4.贵阳学院材料磨损与腐蚀防护贵州省教育厅特色重点工程中心，贵州 贵阳  550005)

【摘  要】以聚四氢呋喃醚、甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯为原料制备了共聚型自修复聚氨酯，并利用核磁共振（NMR）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、差示扫描量热仪（DSC）、热重仪（TGA）和万能力学试验机等分析手段，对共聚改性的聚氨酯进行了表征。研究结果表明：共聚型聚氨酯具有优异的物理力学性能，其拉伸强度为35.2 MPa，断裂伸长率为65%。此外，该共聚型聚氨酯表现出良好的自修复性能，在60 ℃条件下，保温30 min时，就可以完全进行自修复。

【关键词】共聚；自修复；聚氨酯；性能

二酐结构对热固型聚酰亚胺性能的影响

王  磊¹，张锡文^1,2，刘彩召^1,2，张  斌^1,2，孙明明¹，张绪刚¹

(1.黑龙江省科学院石油化学研究院，黑龙江 哈尔滨  150040；2.哈尔滨工程大学，黑龙江 哈尔滨  150001）

【摘  要】基于4,4’-二氨基二苯醚(ODA)与4种不同结构的二酐合成了3-氨基苯乙炔（APA）封端的热固型聚酰亚胺(O-PI、B-PI、A-PI及F-PI)，研究了二酐单体结构对其耐温性能及对钢板粘接强度的影响。研究结果表明：固化后的聚酰亚胺已亚胺化完全，且会影响到聚合物结晶度；4种聚酰亚胺的分解温度均在500 ℃以上，4种APA封端聚酰亚胺的耐温规律依次为B-PI＞O-PI＞A-PI＞F-PI；常温下A-PI的拉伸剪切强度表现最佳，在高温区域下O-PI的剪切强度最大，在350和400 ℃下拉伸剪切强度分别高达6.67和5.42 MPa。综合热稳定性和粘接性能评价，O-PI为相对最佳产品，更能适应机械制造工业、微电子器件及航空航天等高新技术领域对耐高温和高粘接强度的要求。

【关键词】聚酰亚胺；耐温性能；粘接强度

含磷聚丙烯酸酯乳液的合成及性能研究

陈何卿，黄晓梅，王春梅

（南通大学纺织服装学院，江苏 南通  226019）

【摘  要】以十二烷基硫酸钠（SDS）和异构十三醇聚氧乙烯醚（E1309）为乳化剂，丙烯酸丁酯（BA）为软单体，甲基丙烯酸甲酯（MMA）为硬单体，甲基丙烯酸酯基烷氧基磷酸酯（PAM-100）为含磷单体，双丙酮丙烯酰胺（DAAM）为交联单体，磷酸钠为pH调节剂，过硫酸铵（APS）为引发剂，采用乳液聚合法制备了含磷聚丙烯酸酯乳液。研究了乳化剂、PAM-100、磷酸钠用量对乳液及整理织物综合性能的影响。研究结果表明：当SDS与E1309质量比为1∶2，乳化剂质量分数（相对于乳液总质量而言）为0.6%，BA和MMA质量分数（相对于乳液总质量而言）分别为24%和6%，PAM-100、磷酸钠、DAAM和APS质量分数（均相对于单体总质量而言）分别为12%、10%、4%和1%时，聚合乳液的单体转化率为95.22%，乳液粒径为329.37 nm，乳液Zeta电位为-60.57 mV。将所制得乳液用于棉织物的整理，整理织物的断裂强力提高，白度略有下降，成炭性能明显提高。

【关键词】聚丙烯酸酯；乳液聚合；含磷单体；阻燃

硅烷改性二氧化硅及R值对SA-WPUA涂层织物性能影响研究

徐丽丽¹，刘  岩¹，辛斌杰²

（1.上海工程技术大学化学化工学院，上海  201620；2.上海工程技术大学纺织服装学院，上海  201620）

【摘  要】采用丙酮法分三步合成了不同异氰酸根指数(R值)的水性聚氨酯丙烯酸酯(WPUA)。通过硅烷偶联剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)和十七氟癸基三乙氧基硅烷(FAS-17)制备了硅烷改性二氧化硅(GSiO₂)。利用物理掺杂二氧化硅气凝胶(SA)，制备了SA-WPUA和GSiO₂/SA-WPUA涂层织物。通过热重分析仪(TG)、接触角以及拉伸强度等测试对涂层织物进行了表征，讨论了GSiO₂对SA-WPUA涂层织物性能的影响以及WPUA乳液的R值对GSiO₂/SA-WPUA涂层织物各项性能的影响。研究结果表明：GSiO₂对SA-WPUA涂层织物的疏水性、力学性能和热稳定性起到了增强作用；随着WPUA乳液R值的提高，GSiO₂/SA-WPUA涂层织物的疏水性能有所提高，热分解温度呈先增大后减小的趋势，断裂强力逐渐上升，断裂伸长率逐渐下降；当WPUA乳液的R值为1.4时，GSiO₂/SA-WPUA涂层织物的综合性能较好。

【关键词】硅烷改性二氧化硅；R值；二氧化硅气凝胶；水性聚氨酯丙烯酸酯；涂层织物；性能

新型增韧环氧树脂固化剂的合成及性能研究

谭延方，赵海鹏，赵亚奇，李  刚，鲁冰雪，陈彦涛，吴宇婷，赵婉贞

（河南城建学院，河南 平顶山  467000）

【摘  要】以聚乙二醇（PEG）和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)反应合成了端—NCO聚氨酯（PU）预聚体，然后与三甲基己二胺（TMD）反应制备了环氧树脂韧性固化剂。通过红外光谱表征了其结构，并对新型韧性环氧固化剂固化环氧树脂（EP）进行了耐热性能和力学性能分析。研究结果表明：通过两步反应，成功合成了具有柔性PU链的端氨基柔性EP固化剂；当IPDI和PEG物质的量之比为3∶2时，EP材料的综合性能最佳；通过PU-TMD固化的EP材料，当PU-TMD比例增多时，EP材料的断裂伸长率增大，但拉伸强度和剪切强度减小，低温柔韧性显著改善。

【关键词】固化剂；增韧；聚氨酯；环氧树脂

聚硅氮烷固化硅橡胶产物的热降解动力学研究

吕浩浩，李  杰，郭安儒，赵  珩

（航天材料及工艺研究所，北京 100076）

【摘  要】以聚硅氮烷(PSN)为固化剂，加至羟基封端聚甲基硅氧烷基体中，制备了室温硫化硅橡胶。通过热失重分析技术(TG)探究了硅橡胶的热降解动力学机理。研究结果表明：PSN固化硅橡胶产物的降解反应符合相界面反应（圆柱形对称）模型，并确定了热降解反应动力学方程。

【关键词】聚硅氮烷；固化剂；室温硫化硅橡胶；热降解机理

研制和应用

石墨烯对环氧镍系导电胶导电性的影响研究

黄立志¹，刘佳娜¹，王鹏飞²，杨文元¹，张运茂³，周虎¹，童晓峰¹，范国栋¹

（1.株洲飞鹿高新材料技术股份有限公司，湖南 株洲  412000；2.中国科学院山西煤炭化学研究所，山西太原  030001；3.厦门大学化学化工学院，福建 厦门  361005）

【摘  要】以环氧树脂为基体树脂、镍粉为主要导电填料、石墨烯为辅助导电填料、改性聚酰胺为固化剂，制备了环氧镍系导电胶。探讨了导电胶体系中镍粉的最佳比例及添加石墨烯对环氧镍系导电胶的性能影响规律。研究结果表明：采用研磨工艺制得镍粉质量分数为74%（导电胶的所有组分混合后，除去溶剂的质量，镍粉的占比为74%）时，镍系导电胶的导电性能较优，其电阻率可达9.5×10^-3 Ω·cm；通过添加石墨烯可有效地降低导电胶的体积电阻率，并增强导电胶的抗老化性；当w(石墨烯)=1.0%时(相对于总质量而言)，镍系导电胶的体积电阻率降至7.8×10^-4 Ω·cm；经过1 000 h湿热老化试验后，未掺杂石墨烯的镍系导电胶的体积电阻率上升了42%，而掺杂石墨烯的镍系导电胶的体积电阻率仅上升了5%。

【关键词】镍系导电胶；石墨烯；体积电阻率；耐湿热老化性

手机边框用可拆卸反应型聚氨酯热熔胶的制备及性能研究

从赫雷，方    俊，朗逸超，程    瑶，乔勇杰

[康达新材料（集团）股份有限公司，上海  201419]

【摘  要】以聚酯多元醇、聚醚多元醇和二苯基甲烷二异氰酸酯为原料，合成了异氰酸酯基团封端预聚体。同时复配热塑性树脂、催化剂等助剂，制备了用于手机边框粘接的可拆卸反应型聚氨酯热熔胶。考察了异氰酸酯指数、多元醇结构和热塑性树脂种类对其性能的影响，并通过红外光谱仪、同步热分析仪和电子万能试验机对其分子结构、热性能和机械性能进行了表征。研究结果表明：当异氰酸酯指数R为1.8~2.2，n(聚酯多元醇)∶n(聚醚多元醇)=1∶1，其中聚酯多元醇n(7250)∶n(PN110)∶n(7360)=1∶2∶1，并使用热塑性树脂进行复配时，可制备出开放时间为1.0~9.0 min，120 ℃黏度在1 700~6 000 mPa·s的反应型聚氨酯热熔胶。所制备的反应型聚氨酯热熔胶的各项物理性能和力学性能符合手机边框的粘接要求，且具有可拆卸功能。

【关键词】聚氨酯；热熔胶；可拆卸；手机边框；粘接

抗静电PET保护膜配方和性能研究

李  莹，武  鹏，李二威，梁立明，黄明伟，容翠萍

（襄阳三沃航天薄膜材料有限公司，湖北 襄阳  441003）

【摘  要】通过使用不同种类的抗静电剂并配合聚氨酯压敏胶作用在PET薄膜表面，制备了具有良好抗静电性能的PET保护膜。研究了抗静电剂与不同型号聚氨酯压敏胶的协同效果，以及抗静电剂的添加比对保护膜各性能的影响，验证了保护膜抗静电效果的长期稳定性能，并探索了性能可调控的抗静电保护膜配方。研究结果表明：添加抗静电剂对聚氨酯胶液具有选择匹配性，添加比例在质量分数为1.2%时可以达到良好的协同效果，使PET保护膜胶面电阻可以达到10⁹ Ω，其他性能变化不大；两种抗静电剂结合使用，可以制备双面抗静电PET保护膜，撕膜电压可以达到100 V以下。

【关键词】抗静电剂；聚氨酯压敏胶；保护膜；性能；配方

氧化石墨烯在高性能聚硫醚密封剂中的应用研究

方沅蓉，全燕南，吴松华

（北京航空材料研究院，北京，100095）

【摘  要】将氧化石墨烯与二氧化锰混合，用来作为聚硫醚密封剂的复合硫化组分。通过在硫化过程中产生新型的交联网络结构，提升了聚硫醚密封剂的各项性能。研究结果表明：当w(氧化石墨烯)=2%（相对于二氧化锰的质量而言）时，配合适当的超声波分散工艺，氧化石墨烯对聚硫醚密封剂的增强效果显著；将氧化石墨烯修饰的二氧化锰用于聚硫醚的硫化过程，能够促进二氧化锰的分散及与聚硫醚橡胶的充分接触，提升二氧化锰的催化硫化效率，实现更好的硫化效果；同时氧化石墨烯本身优异的屏蔽作用，能够赋予密封剂材料优异的“三防”性能。

【关键词】氧化石墨烯；二氧化锰；液体聚硫醚橡胶；防腐蚀

耐高温脱肟型单组分氟硅密封剂及其配套底涂的研制

高元峰，梁晨曦，鲍传磊

(北京航空材料研究院，北京  100095）

【摘  要】采用液体氟硅橡胶作为生胶，加入填料、助剂和交联剂，制备了耐高温脱肟型单组分氟硅密封剂。研制了配套底涂，并对密封剂及其配套底涂的性能进行了力学性能、热空气老化、180°剥离等测试。研究结果表明：交联剂的结构、填料种类和耐热剂显著影响密封剂的耐温性能，采用苯基三丁酮肟基硅烷、硅氮烷表面处理的气相二氧化硅和氧化铁的密封剂具有较好的工艺性能和耐热老化性能；底涂的粘接性能受活性组分影响，含有钛酸四异丙酯、γ-(2,3-环氧丙烷)丙基三甲氧基硅烷和正硅酸乙酯的底涂具有最优异的粘接性能。

【关键词】氟硅密封剂；耐高温性能；耐介质性能；粘接性能；底涂

铁路站房防火涂料的开发与应用

郭  俊，范国栋，李德斌，陈翔宇，贺玉平，孙永安

（株洲飞鹿高新材料技术股份有限公司，湖南 株洲  412000)

【摘  要】以冷塑型活性甲基丙烯酸树脂S-1、S-2为成膜物质，通过添加无卤阻燃膨胀体系，开发了一款针对铁路站房维修用的无溶剂自由基引发聚合的双组分防火涂料。研究了两种树脂不同比例、阻燃膨胀体系以及引发剂掺量对涂膜性能的影响。研究结果表明：当m(S-1)∶m(S-2)=1∶1、w(聚磷酸铵)=25%、w(三聚氰胺)=10%、w(季戊四醇)=9%与w(引发剂BPO-50)=2%时(相对于总质量而言)，涂膜的防火性能及干燥性能相对最佳；该防火涂料能够满足GB 14907—2018标准的要求，2.9 mm厚的干膜耐火极限可达到2 h，同时该防火涂料具有相对最佳的柔韧性、耐冲击性和较好的干燥性能；2.0 mm厚的干膜弯曲柔韧性≥50 mm，冲击性能≥50 cm，并且能够在30 min内完全固化。该防火涂料解决了铁路站房维修的痛点，成功在铁路站房上使用。

【关键词】冷塑型活性甲基丙烯酸树脂；引发剂聚合；耐火极限；超薄；铁路站房

专题与综述

有机硅改性聚氨酯胶粘剂的研究进展

王超智，刘保华，李华林，丁  竹，萧毅恒

（广东工业大学材料与能源学院，广东 广州  510006)

【摘  要】有机硅改性聚氨酯胶粘剂能够结合二者的性能优势，利用有机硅提高聚氨酯的耐水、耐热和耐候等性能。本文综述了聚氨酯胶粘剂的各种类型、有机硅改性聚氨酯胶粘剂的方法和研究进展，包括硅烷偶联剂和硅氧烷低聚物两种改性方法，并对比了不同有机硅改性的优缺点。

【关键词】聚氨酯；有机硅；改性；胶粘剂