新型疏水聚氨酯硬质泡沫的绿色制备及其性能研究

doi:10.19491/j.issn.1001-9278.2021.04.005

中国塑料 ›› 2021, Vol. 35 ›› Issue (4): 23-29.DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2021.04.005

新型疏水聚氨酯硬质泡沫的绿色制备及其性能研究

王维, 王冬, 东为富()

合成与生物胶体教育部重点实验室，江南大学化学与材料工程学院，江苏无锡 214122

收稿日期:2020-11-12 出版日期:2021-04-26 发布日期:2021-04-21
基金资助:
国家自然科学基金(21975108)

Green Preparation and Properties of New Hydrophobic Rigid Polyurethane Foams

WANG Wei, WANG Dong, DONG Weifu()

School of Chemical Key Laboratory of Synthetic and Biological Colloids of Ministry of Education，Jiangnan University，Wuxi 214122，China

Received:2020-11-12 Online:2021-04-26 Published:2021-04-21
Contact: DONG Weifu E-mail:wfdong@jiangnan.edu.cn

摘要/Abstract

摘要：

采用半预聚法作为发泡工艺，以全氟聚醚作为一种新型泡沫稳定剂，选用水作为绿色化学发泡剂，制备了疏水型聚氨酯硬质泡沫。结果表明，随着全氟聚醚含量的增加，材料的接触角增大，最高可达139.7 °；添加全氟聚醚后，其泡沫具有较高的闭孔率，而且随着全氟聚醚含量的增加，泡孔更加均匀，泡孔尺寸逐渐减小，泡孔的密度增大，导热系数显著降低；压缩强度最高可达0.822 MPa。

关键词: 硬质聚氨酯, 泡沫, 泡沫稳定剂, 全水发泡, 疏水性能

Abstract:

In this study， a novel type of hydrophobic polyurethane rigid foams was prepared through a semi-prepolymerization foaming process using perfluoropolyether as a foam stabilizer and water as a green chemical foaming agent. The results indicated that the contact angle of the rigid foams increased up to 139.7 ° with an increase in the content of perfluoropolyether. The foams exhibited a higher closed cell ratio with the addition perfluoropolyether. As the content of perfluoropolyether increased， the cell became more uniform， the cell size gradually decreased， the cell density increased， and the thermal conductivity decreased significantly. The compressive strength reached up to 0.822 MPa.

Key words: rigid polyurethane, foam, foam stabilizer, water-blown method, hydrophobic property

中图分类号:

TQ 328.3

王维, 王冬, 东为富. 新型疏水聚氨酯硬质泡沫的绿色制备及其性能研究[J]. 中国塑料, 2021, 35(4): 23-29.

WANG Wei, WANG Dong, DONG Weifu. Green Preparation and Properties of New Hydrophobic Rigid Polyurethane Foams[J]. China Plastics, 2021, 35(4): 23-29.

图/表 9

样品编号	聚醚多元醇4110/g	全氟聚醚/g	水/g	DBTDL/g	TEOA/g	PAPI/g
RPUF?0%	100	0	1.5	0.36	0.12	140
RPUF?1%	100	2.4	1.5	0.36	0.12	140
RPUF?1.5%	100	3.6	1.5	0.36	0.12	140
RPUF?2%	100	4.8	1.5	0.36	0.12	140
RPUF?2.5%	100	6	1.5	0.36	0.12	140

表1 不同聚氨酯硬泡的配方

Tab. 1 Formulas of different rigid polyurethane foams

图1 发泡过程示意图

Fig.1 Scheme of the foaming process

图2 不同—NCO与—OH基团摩尔比时黏度与剪切速率的关系

Fig.2 Relationship between viscosity and shear rate with different molar ratios of —NCO and —OH groups

图3 RPUF?0%、RPUF?1%、RPUF?1.5%、RPUF?2%和RPUF?2.5%的FTIR谱图

Fig.3 FTIR spectra of RPUF?0%,RPUF?1%,RPUF?1.5%,RPUF?2% and RPUF?2.5% samples

图4 RPUF?0%、RPUF?1%、RPUF?1.5%、RPUF?2%和RPUF?2.5%的SEM照片

Fig.4 SEM of RPUF?0%， RPUF?1%， RPUF?1.5%， RPUF?2% and RPUF?2.5%

图5 不同聚氨酯泡沫的密度与压缩强度

Fig.5 Density and compressive strength of different PU foams

图6 RPUF?0%、RPUF?1%、RPUF?1.5%、RPUF?2%和RPUF?2.5%的水静态接触角

Fig.6 Water static contact angle of RPUF?0%, RPUF?1%, RPUF?1.5%, RPUF?2% and RPUF?2.5%

图7 不同样品在60 ℃热台上不同时间的红外热成像图

Fig.7 Infrared thermography of different samples on a 60 ℃ hot stage at different time

图8 各样品在30 ℃下的导热系数

Fig.8 Thermal conductivity of the samples at 30 ℃

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