《超支化水性聚氨酯》PPT课件

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1、超支化水性聚氨酯高分子材料田露2015011001主要内容一、引言二、超支化聚氨酯的合成方法三、超支化聚氨酯的应用四、展望一、引言高聚物分子中含有氨基甲酸酯键、脲键、酯键、醚键及其他化学键的一类化合物被称为聚氨酯。水性聚氨酯以水作为分散介质，与传统的溶剂型聚氨酯相比，具有环保、无毒、无污染、容易储存运输和耐火等优点，自问世以来，受到人们的广泛关注。二、超支化聚氨酯的合成方法超支化聚氨酯（HPBU）通常由异氰酸酯基（-NCO）、羟基（-OH）和氨基（-NH）等极易反应的基团进行反应而制得，其制备方法与其他超支化聚合物不同，一般将-NCO称为A官能

2、团，-OH称为B官能团，-NH称为C官能团。-NCO的活性很高，非常容易和B和C官能团反应，因此，同时含有A和B或C的官能团的化合物很难在自然条件下长期稳定的储存。官能团同单体法官能团异单体法超支化聚合物扩链法合成方法主要有：1.官能团同单体法若用同时含有A和B或C官能团的化合物来合成HBPU，必须对其中的至少一种官能团进行钝化保护，这种合成方法称为官能团同单体法。目前，市场上没有同时含有A和B或C官能团的单体销售，因此，如果采用官能团同单体法合成HBPU，首先需要合成出同时含有上述官能团的单体。早期合成HBPU的方法很多，主要有光气法、叠氮化

3、合物法、高选择性的化学反应的方法、羟酮缩合法和Curtius法等。这些方法所合成的单体在反应时，需要一定的方法来消除保护基团，释放出-NCO、-OH或-NH，然后进一步反应，制得HBPU。这些制备HBPU的方法比较复杂，已逐渐淘汰，现在研究的较少。2、官能团异单体法官能团异单体法，即参加反应的-NCO、-OH和-NH基团分布在不同的单体上。主要有A2+B3法和A2+CB2法。用二异氰酸酯或者端异氰酸根聚氨酯预聚体和三官能度的单体（B3）反应来制备HBPU的方法被称为A2+B3法，使用这种方法来合成HBPU时容易凝胶；A2+CB2法主要是利用-N

4、H和-OH与-NCO之间活性差异来制备HBPU反应时，-NCO首先和-NH反应生成中间体AB2，然后进一步反应生成HBPU，这种方法也叫耦合单体法，其合成原理如图1-1。3、超支化聚合物扩链法超支化聚合物扩链法，该法的关键是获得一种端羟基超支化聚合物，然后合成出端-NCO的聚氨酯预聚体，使-NCO与端羟基超支化聚合物反应，务使其凝胶，最后得到超支化聚氨酯。将端羟基超支化聚合物作为多官能团交联剂，与端异氰酸酯封端的线性聚氨酯预聚体反应，也可以制备出超支化聚氨酯。Yin等首先利用酸酐对BoltornH20超支化聚酯上的端OH进行部分改性，使部分-O

5、H转变为-COOH，具有了亲水性，然后以PIDI和HEA合成出一端为-NCO，另一端为C=C的中间体，在此中间体中加入具有亲水性的BoltornH20超支化聚酯，中间体上的-NCO与超支化聚酯上的-OH反应，从而双键被引入到具有亲水性的超支化聚酯上，-COOH被TEA中和后，加入光引发剂和丙烯酸酯单体，经UV光照射后，光引发剂从基态变成激发态，形成自由基，引发双键聚合后，制备出超支化聚氨酯丙烯酸酯光固化涂层，其合成路线图如图1-2。三、超支化聚氨酯的应用超支化聚氨酯因具有类树枝状结构，具有一些特殊性能，在很多领域都有应用。目前，研究超支化聚氨酯

6、的人很多，对超支化聚氨酯的合成与应用做出了很大贡献，在以下一些方面都有应用。1、紫外光固化涂料紫外光（UV）固化，即在紫外光照射和光引发剂存在下，引发汗双键的单体进行自由基聚合。因其具有环保、节能、经济、高效等优点，自其问世以来，得到了迅猛发展。在超支化聚氨酯上引入双键，加入光引发剂和乙烯基单体，在UV照射下，光引发剂从基态变成激发态，形成自由基，引发单体聚合，可以得到性能优异的超支化聚氨酯光固化涂料。2、聚合物固体电解质聚合物固体电解质（SPEs）是一种新型的性能优异的电解质材料，属于固体电解质材料大家族中的一种。与传统的SPEs相比，不易结

7、晶的超支化聚合物使其作为固体电解质基体有其独特的优点。3、相变储能材料物质吸收或释放大量能量时，会从一种相态转变到另一种状态，此过程被称为相变过程，同时，体系的温度不变或变化很小，相变储能材料即利用相变过程中能量的吸收和释放，实现能量存储和温度调节的物质。超支化聚氨酯同时具有超支化聚合物高溶解性、低溶液粘度和聚氨酯软硬可控、温区变化大的特点，在聚合物相变储能材料方面具有重要应用。4、形状记忆材料形状记忆材料是指具有“记忆功能”的材料，具体指经过光、热、电、磁等刺激后，能够恢复到预先设定的状态的材料。高分子材料的分子运动具有多重性，兼有容易加工、

8、成本低、质轻、密度小等优点，是形状记忆材料家族中的后起之秀，研究者对其倾注了大量心血，各种性能优异的高分子形状记忆材料被合成出来。超支化聚合物具有溶解