【碩士】水性形狀記憶聚氨酯的合成及性能研究

內容簡介

　　【碩士】水性形狀記憶聚氨酯的合成及性能研究　　授予學位：碩士　　學位授予單位：安徽大學　　學位年度：2009　　智能聚合物材料是當今世界材料領域的研究熱點之一，世界各國都在積極的對這一新興功能材料進行研究與開發(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用領域。　　本文以不同原料合成了三個系列的水性形狀記憶聚氨酯，對其性能進行了系統(tǒng)的研究，論文的主要內容如下：　　 1. 概述了水性聚氨酯近年來的發(fā)展和應用情況，對水性聚氨酯的制備方法進行了詳細的介紹。同時介紹了國內外近年來溶劑型形狀記憶聚氨酯方法的研究進展情況，通過對各種復合方法優(yōu)缺點的比較分析，確定了本課題的研究意義及研究內容?！　? 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上，詳細研究了它的熱學性能、動態(tài)力學性能、形狀記憶性能。深入探討了交聯(lián)型形狀記憶聚氨酯的結構對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形狀的特點。　　 3. 以2，4-甲苯二異氰酸酯(TDI)、聚己內酯二醇(PCL)、二羥甲基丙酸(DMPA)和三羥甲基丙烷（TMP）合成水性內交聯(lián)型形狀記憶聚氨酯（WSPU）。研究不同分子量的PCL 以及有親水擴鏈劑的存在下，對其形狀記憶性能的影響。FT-IR、1H-NMR、DSC、形狀記憶性能表征結果表明，當軟硬段質量比為定值時，PCL 分子量的增加使得軟段結晶程度增加；當PCL 分子量在5000 時，它的形狀記憶恢復率已達到95℅；但由于軟段分子量的增大，導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，對其熱性能、動態(tài)力學性能、形狀記憶性能、透濕氣性能進行了研究，并與TDI 型水性形狀記憶聚氨酯進行了比較，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晶度、更好的形狀記憶性能、更優(yōu)越的力學性能?！　? 5. 采用聚己內酯二醇(PCL)，2,4-甲苯二異氰酸酯(TDI)，N-甲基二乙醇胺(MDEA)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、反應溫度等因素對乳液性能的影響。實驗結果表明，當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℃，引入親水擴鏈基團的擴鏈反應溫度為40℃，中和度為90%-100%時，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酯涂覆到絲綢上，制得含有一定量形狀記憶聚氨酯的絲綢材料，并對其結構性能等進行了測試。結果表明，經(jīng)水性形狀記憶聚氨酯處理后的絲綢產(chǎn)品具有很好的形狀記憶功能，成為形狀記憶的絲綢產(chǎn)品?！　?　　

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