水性聚氨酯体系的性能研究与应用

论文题目: 水性聚氨酯体系的性能研究与应用

论文类型: 硕士论文

论文专业: 材料加工工程

作者: 陈维涛

导师: 李树材

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

文献来源: 天津科技大学

发表年度: 2005

论文摘要: 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。

论文目录:

摘要

ABSTRACT

第一章 前言

1.1 概述

1.1.1 水分散型聚氨酯的分类

1.1.2 水性聚氨酯的制备原理及方法

1.2 国外水性聚氨酯的研究进展

1.3 国内水性聚氨酯的研究进展

1.4 水性聚氨酯的物理性能及其影响因素

1.4.1 水性聚氨酯树脂的性能

1.4.2 水性聚氨酯胶膜的性能

1.4.3 影响水性聚氨酯性能的因素

1.4.4 软段结构对水性聚氨酯微相分离的影响

1.4.5 硬段结构对水性聚氨酯微相分离的影响

1.4.6 其他因素对水性聚氨酯微相分离的影响

1.5 抗凝血性肝素化材料的发展概况

1.5.1 肝素的特性

1.5.2 肝素抗凝血机理

1.6 医用高分子材料的肝素化方法

1.6.1 离子键合法

1.6.2 共价键合法

1.7 本论文研究的目的和意义

第二章 实验部分

2.1 实验原料

2.2 水性聚氨酯的制备

2.2.1 原料预处理

2.2.2 阴离子水性聚氨酯的合成.

2.2.3 阳离子水性聚氨酯的合成

2.2.4 阳离子水性聚氨酯肝素化处理

2.2.5 水性聚氨酯胶膜的制备

2.3 性能测试

2.3.1 固含量的测定

2.3.2 耐水性的测定

2.3.3 平均粒径的测定

2.3.4 粘度的测定

2.3.5 力学性能的测定

2.3.5.1 拉伸强度、断裂伸长率的测定

2.3.5.2 阴离子水性聚氨酯的粘接剥离强度

2.3.5.3 阳离子水性聚氨酯的粘接剥离强度

2.3.6 硬度的测定

2.3.7 稳定性测试

2.4 DSC测试

2.5 FTIR红外测试

2.6 抗凝血材料表面分析

2.7 抗凝血性检测

第三章 结果与讨论

第一部分 阳离子水性聚氨酯体系

3.1 阳离子水性聚氨酯的红外光谱分析

3.2 阳离子水性聚氨酯体系的基本配方

3.3 固含量对阳离子水性聚氨酯性能的影响

3.4 NCO／OH比值对阳离子水性聚氨酯性能的影响

3.5 亲水扩链剂MDEA含量对阳离子水性聚氨酯性能的影响

3.5.1 MDEA加料方式对乳液性能的影响

3.5.2 MDEA含量对乳液及涂膜性能的影响

3.6 阳离子水性聚氨酯体系的粘度和流变性能

3.6.1 NCO／OH比值对乳液粘度和流变性能的影响

3.6.2 MDEA含量对乳液粘度和流变性能的影响

3.7 阳离子水性聚氨酯的粘接性能

3.8 肝素化后的阳离子水性聚氨酯红外光谱分析

3.9 肝素化后样品的抗凝血性分析

第二部分 阴离子水性聚氨酯体系

3.10 TMP用量对耐介质性能的影响

3.10.1 TMP用量对胶膜耐水性的影响

3.11 TMP用量对力学性能的影响

3.12 阴离子水性聚氨酯红外光谱表征

3.13 阴离子水性聚氨酯的微相分离

3.13.1 DMPA用量对微相分离的影响

3.13.2 NCO／OH比值对微相分离的影响

3.13.3 扩链剂用量对微相分离的影响

3.13.4 软段种类对微相分离的影响

3.14 阴离子水性聚氨酯的粘接性能

3.14.1 NCO／OH比值对粘接性能的影响

3.14.2 DMPA含量对粘接性能的影响

3.14.3 TMP用量对粘接性能的影响

3.14.4 扩链剂用量对粘接性能的影响

第四章 结论

致谢

参考文献

发布时间: 2007-01-10

参考文献

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