【硕士】水性形状记忆聚氨酯的合成及性能研究

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内容简介

　　【硕士】水性形状记忆聚氨酯的合成及性能研究　　授予学位：硕士　　学位授予单位：安徽大学　　学位年度：2009　　 智能聚合物材料是当今世界材料领域的研究热点之一，世界各国都在积极的对这一新兴功能材料进行研究与开发。本文所合成和研究的水性形状记忆聚氨酯材料就是该类智能材料中最引人注目的一种，它具有出众的性能和宽广的应用领域。　　 本文以不同原料合成了三个系列的水性形状记忆聚氨酯，对其性能进行了系统的研究，论文的主要内容如下：　　 1. 概述了水性聚氨酯近年来的发展和应用情况，对水性聚氨酯的制备方法进行了详细的介绍。同时介绍了国内外近年来溶剂型形状记忆聚氨酯方法的研究进展情况，通过对各种复合方法优缺点的比较分析，确定了本课题的研究意义及研究内容。　　 2. 从形状记忆聚氨酯的形状记忆原理出发，合成了一种可完全回复形状的新型交联型水性形状记忆聚氨酯，在合成交联型形状记忆聚氨酯的基础上，详细研究了它的热学性能、动态力学性能、形状记忆性能。深入探讨了交联型形状记忆聚氨酯的结构对其形状记忆性能和其它性能的影响，通过与线型聚氨酯的比较，发现交联型聚氨酯具有可完全回复形状的特点。　　 3. 以2，4-甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚己内酯二醇(PCL)、二羟甲基丙酸(DMPA)和三羟甲基丙烷（TMP）合成水性内交联型形状记忆聚氨酯（WSPU）。研究不同分子量的PCL 以及有亲水扩链剂的存在下，对其形状记忆性能的影响。FT-IR、1H-NMR、DSC、形状记忆性能表征结果表明，当软硬段质量比为定值时，PCL 分子量的增加使得软段结晶程度增加；当PCL 分子量在5000 时，它的形状记忆恢复率已达到95℅；但由于软段分子量的增大，导致聚氨酯粒径也随之而增大，乳液的不稳定性增加。　　 4. 合成以异氟尔酮二异氰酸酯（IPDI）为硬段的水性形状记忆聚氨酯材料，对其热性能、动态力学性能、形状记忆性能、透湿气性能进行了研究，并与TDI 型水性形状记忆聚氨酯进行了比较，研究发现TDI 型水性形状记忆聚氨酯具有更大的软段结晶度、更好的形状记忆性能、更优越的力学性能。　　 5. 采用聚己内酯二醇(PCL)，2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI)，N-甲基二乙醇胺(MDEA)为基本原料，用丙酮法合成了阳离子水性形状记忆聚氨酯。讨论了MDEA 的加入方式及其用量、反应温度等因素对乳液性能的影响。实验结果表明，当MDEA 的用量占树脂的6%-7%，采用饥饿加料的方式滴加MDEA，初聚体合成温度为80℃，引入亲水扩链基团的扩链反应温度为40℃，中和度为90%-100%时，合成的阳离子水性形状记忆聚氨酯乳液具有较好的贮存稳定性，且涂膜的耐水性和记忆性能良好。　　 6. 并且在利用涂层，将不同浓度的水性形状记忆聚氨酯涂覆到丝绸上，制得含有一定量形状记忆聚氨酯的丝绸材料，并对其结构性能等进行了测试。结果表明，经水性形状记忆聚氨酯处理后的丝绸产品具有很好的形状记忆功能，成为形状记忆的丝绸产品。　　 　　

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