Novel Biobased Polyurethanes Synthesized from Soybean Phosphate Ester Polyols: Thermomechanical Properties Evaluations

Biobased polyurethanes from soybean oil–derived polyols and polymeric diphenylmethane diisocyanate (pMDI) are prepared and their thermomechanical properties are studied and evaluated. The cross-linked biobased polyurethanes being prepared from soy phosphate ester polyols with hydroxyl contents ranging from 122 to 145 mg KOH/g and pMDI within 5 min of reaction time at 150°C in absence of any catalyst show cross-linking densities ranging from 1.8 × 10³ to 3.0 × 10³ M/m³, whereas glass transition temperatures vary from approximately 69 to 82°C. The loss factor (tan ) curves show single peaks for all these biobased polyurethanes, thus indicating a single-phase system. The storage moduli (G) at 30°C range from 4 × 10⁸ to 1.3 × 10⁹ Pa. Upon postcure at 150°C, the thermomechanical properties can be optimized. Cross-link densities are improved significantly for hydroxyl content of 139 and 145 mg KOH/g at curing time of 24 h. Similarly, glass transition temperature (T_g) and storage moduli around and after T_g are increased. Meanwhile, tan intensities decrease as result of restricted chain mobility. Longer exposure time (24 h) induces thermal degradation, as evidenced by thermogravimetric analysis (TGA). The dynamic mechanical (DMA) analysis shows that postcure at 100°C for times exceeding 24 h also leads to improved properties. However, cross-linking densities are lower compared to postcure carried out at 150°C.     

燃油箱系统静电实验研究

在飞机燃油箱内填充网状聚氨酯泡沫材料(以下简称“聚氨酯泡沫”)是一种十分有效的被动抑制损伤的防爆技术。但在飞机地面加油时,燃油与聚氨酯泡沫的高速冲刷与摩擦会产生静电并可能发生静电荷的积聚而使燃油带上高的静电电压,极有可能发生静电火花放电,威胁飞机安全。为了探寻填充聚氨酯泡沫燃油箱系统的静电电压积累规律,设计了简化的实验装置和测量系统,以几种较快的流速进行静电循环冲刷实验,并分类进行各项实验数据的整理和分析。通过Origin7.0软件采用非线性最小二乘法拟合(Levenbergmarquardt算法),编制了自定义参数初始化函数,完成了实验公式的参数求解。该参数估计不受人工干预,且拟合精度较高。通过实验和计算得到了填充聚氨酯泡沫燃油箱系统的静电电压积累数学表达式,基本符合静电电压经典物理公式。     

软质聚氨酯泡沫阴燃前期热解特性研究

采用DSC-TGA(差示扫描量热-热重分析)同步热分析仪对软质聚氨酯泡沫(聚氨酯软泡)在不同氧气体积分数(0、10％、30％、50％)和不同加热速率(10 K/min、20 K/min、50 K/min)下热解到800℃的过程及其对阴燃的影响进行了研究.结果表明,当氧气体积分数介于10％ ～ 50％时,聚氨酯软泡热失重DTG曲线只有1个峰;当氧气体积分数降低到10％时,DTG曲线开始逐渐分离为2个峰;当氧气体积分数降为0(即氮气气氛)时,DTG曲线已经明显分为2个峰.这表明氧气体积分数对聚氨酯软泡热解特性具有重要作用.氧气体积分数和加热速率降低均对聚氨酯软泡的热解有抑制作用,均能减小阴燃传播速率和向明火转化的可能性.加热速率降低主要是延长了聚氨酯软泡的热解周期,从而减小了热解可燃气体积分数和放热速率.氧气体积分数降低对聚氨酯软泡热解的影响相对复杂的多:当氧气体积分数从10％降低到0时,主要提高了聚氨酯软泡的分解温度,而对热解速率影响不大;当氧气体积分数介于10％～50％时,氧气体积分数减小主要会降低聚氨酯软泡的热解速率、放热速率和放热量而对热解温度影响相对不大.氧气体积分数和加热速率降低抑制了多元醇的分解,而多元醇是聚氨酯软泡维持阴燃或向明火转化的主要物质及能量来源.     

广州市区人工湖泊PFU原生动物群落群集过程及其对水质差异的指示作用

应用PFU法(GB／T12990-91)对广州市区主要湖泊——流花湖、荔湾湖和麓湖的原生动物群落与水质进行研究．结果表明：用PFU法所测定和计算的原生动物群集的种类数、植鞭虫指数、群集参数(SeqG、T90%)、群落多样性指数d和群落污染值(CPV)等都能较好地指示3个人工湖泊水质的差异，水质由优到劣的排列顺序为麓湖＞荔湾湖＞流花湖．流花湖、荔湾湖和麓湖目前虽仍处于富营养状态，但清污截流等对城市湖泊污染的综合治理措施可以减少湖泊外部营养物负荷及沉积物内负荷，降低水体的营养盐含量，有助于原生动物群落的恢复．图3表3参16     

大气环境中有机污染物的研究

本文采用聚氨基甲酸乙酯泡沫和玻璃纤维滤膜，同时采集大气中气态和颗粒物样，用高效液相色谱和气相色谱分别测定了蒽、、、芘、苯并（ａ）、二苯并（ａ、ｈ）葱、苯并（ｇｈｉ）与Ｃ＿（１６）～Ｃ＿（３３）正构烷烃等有机污染物的含量。并得到了冬夏两季颗粒物和气态中有机污染物的分布规律。     

吸波结构聚氨酯泡沫基体材料耐老化性能评估试验设计

目的针对吸波结构的基体材料——一种软质聚氨酯泡沫耐老化性能的考核,设计一种环境适应性试验,确定施加的环境应力和产品老化性能的表征参数。方法通过吸波结构的聚氨酯泡沫材料的特征性能参数分析,根据产品应用要求和预试验结果,确定合适的老化性能的主要表征指标,通过多应力水平试验和方差分析,确定采用的主要加速老化环境应力。结果通过预试验与分析认为,吸波结构用聚氨酯泡沫材料耐老化性能可采用断裂伸长率来作表征,由于防水覆膜能很好地阻隔水汽对聚氨酯材料的影响,采用单温度应力便可以来考核其老化性能。结论针对具有防水覆膜的吸波结构用聚氨酯泡沫材料,采用单温度应力作用下的断裂伸长率变化可以对其耐老化性能进行有效评估。     

改性聚氨酯海绵的合成及其油水分离性能

以膨胀石墨与氧化锌为原料,采用复合改性法改性聚氨酯海绵,在硅烷偶联剂的作用下,用月桂酸的醇溶液表面修饰后制备出改性聚氨酯海绵. 通过扫描电子显微镜(SEM)与接触角测定仪进行表征,对改性聚氨酯海绵的吸油、吸水及循环使用性能进行了测定,并试验获得了最佳的油水分离条件. 结果表明:改性聚氨酯海绵具有良好的疏水超亲油性,在膨胀石墨分散液与氧化锌胶体溶液体积比为1∶1时,对于质量浓度为20 g/L的机油水溶液,饱和单位吸油量最高可达17.7 g/g,对机油的选择性吸附系数为10.41,油水分离效果最佳;在选择吸附过程中,15 min以内油水分离效率就能达到78.41%;改性聚氨酯海绵每次循环利用后,单位吸油量的减幅均低于7.3%,循环使用性能良好. 研究显示,该种改性聚氨酯海绵对油水体系中的油类具有很好的选择性,吸附完成后,经过简单的挤压将油回收后即可循环利用,具有便捷、高效、循环、无二次污染的特性.      

聚氨酯泡沫材料中R11的含量研究

分析了聚氨酯泡沫材料老化过程中含氟发泡剂R11(CFCl_3)的逸出问题,采用称重法和化学分析法对目前用作冰箱保温材料的聚氨酯泡沫材料中的含氟发泡剂R11含量进行了测定和研究,给出了测定结果,并对测定方法和结果的可靠性,,R11气体含量对泡沫泡孔直径及其均衡性的影响进行了分析.实验表明,发泡过程中使用的R11部分地附着在泡沫固体材料上,且其含量对泡孔均衡性没有明显影响.采用对臭氧层无损害或损害作用小的化学品代替附着在泡沫固体材料上的R11进行发泡,不会对聚氨酯泡沫材料导热性能带来影响.     

溶剂型聚氨酯涂料废物热解特性及动力学研究

采用TG研究溶剂型聚氨酯涂料废物在不同升温速率、N2气氛影响下的热解特性规律。升温速率取5,10,20,30℃/min;气氛取N2气氛(50 m L/min);实验温度范围为20~800℃。研究表明,随着升温速率的增大,涂料废物热解反应各阶段起始温度、终止温度、最大失重速率温度均向高温方向移动。在500℃时,涂料废物的热分解已基本完成。运用Kissinger法和Flynn-Wall-Ozawa法进行热解动力学分析,得到溶剂型聚氨酯涂料废物热解阶段的表观活化能为196.053 3 kJ/mol。     

密度对聚氨酯软泡收缩及燃烧行为的影响

采用锥形量热仪研究不同密度聚氨酯软泡(FPUF)的燃烧行为,并根据摄像、体视显微镜所观察的样品形体及泡孔结构的变化来研究火灾条件下FPUF的收缩特性。研究结果表明,收缩是表层泡孔受热发生热解生成焦油所致的泡孔塌缩现象,焦油层下方泡孔结构基本没有变化;FPUF密度越大着火前的收缩速率越小,同一时刻表层泡孔热解生成的焦油层越薄。FPUF的着火燃烧可分为受热收缩、燃烧收缩和池火燃烧三个阶段。中高密度样品HRR曲线先出现平台后出现峰值,分别对应于燃烧收缩和池火阶段,且密度越大HRR曲线的平台越低、峰值越高,燃烧收缩阶段的FIGRA越小,而池火燃烧阶段的FIGRA越大。着火前的快速收缩导致低密度样品的HRR曲线不出现平台只呈现单峰。