合材料的DSC跡線（圖6b)顯示軟相的Tg低得多（_62°C)，以及幾個(gè)中間高溫吸熱峰。先 前的研宄已表明，加入PTM0通過干擾硬區(qū)段內(nèi)的氫鍵結(jié)結(jié)構(gòu)使硬相吸熱峰的強(qiáng)度降低。硬 區(qū)段與軟區(qū)段之間的分散中間相促使應(yīng)力從連續(xù)的軟相轉(zhuǎn)移至分散的硬相，且增強(qiáng)聚氨酯 的機(jī)械特性。在本發(fā)明的情形下，存在多個(gè)吸熱峰可能是由于通過異氰酸酯與-0H或_NH2 基團(tuán)在OmMMT表面上反應(yīng)而在硬相中形成了各種氫鍵結(jié)結(jié)構(gòu)。這些結(jié)果與通過TGA觀察到 的硬相的多種降解機(jī)制（參考圖5b)良好一致。在約220°C下的小結(jié)晶熔融峰可歸因于由 于OmMMT上的-NH2基團(tuán)與異氰酸酯形成脲鍵?？偠灾?，顯然在OmMMT存在下，在各相之 間發(fā)生各種強(qiáng)烈的相互作用，產(chǎn)生分散中間相且因此改善了機(jī)械特性。
[0087] D.親有機(jī)件粘土在聚氨酷基質(zhì)中的分散
[0088] 通過XRD分析來(lái)研宄親有機(jī)性層狀粘土（OmMMT)在聚氨酯基質(zhì)中的分散。圖7中 示出了具有各種有機(jī)粘土負(fù)載量的組合物的XRD圖案。根據(jù)XRD圖案，僅具有0. 50mMMT的 聚氨酯納米復(fù)合材料顯示不存在OmMMT的d001衍射峰（參考圖7中的環(huán)形區(qū)域），這表明 聚氨酯基質(zhì)的二氧化硅層完全分層或剝離。在含有1至5%的OmMMT負(fù)載的樣品中，OmMMT 峰的最初位置變寬，這指示一種在坑道之間插入聚氨酯鏈的措施。不受理論約束，相信夾層 物質(zhì)的_NH2基團(tuán)的相互作用會(huì)產(chǎn)生脲鍵，這又導(dǎo)致完全剝離。但在較高的負(fù)載下，夾層物 質(zhì)與各層的邊緣/表面-0H基團(tuán)之間的相互作用最可能導(dǎo)致鏈從坑道排除而只產(chǎn)生插層。
[0089] 7.機(jī)械特件
[0090] 表I示出了代表性初始聚氨酯及由基本上相同的聚氨酯形成但加入有不同量的 OmMMT的聚氨酯納米復(fù)合材料的機(jī)械特性數(shù)據(jù)。
[0091]表I
[0092] 各種聚氨酯納米復(fù)合材料的機(jī)械特性數(shù)據(jù)
[0093]
[0094]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種聚氨酯預(yù)聚物，其特征在于，包含以下各物的反應(yīng)產(chǎn)物： (a) 二醇和/或二胺； (b) 化學(xué)計(jì)量過量的二異氰酸酯；和 (c) 以總的聚合物組成計(jì)少于1重量％的層狀粘土，所述層狀粘土以具有烷基取代基 的有機(jī)季銨鹽剝離，其中至少一個(gè)所述烷基取代基帶有_NH 2基團(tuán)。
2. 如權(quán)利要求1所述的聚氨酯預(yù)聚物，其特征在于，所述二醇選自由HO-PIB-OH和 HO-PTMO-OH組成的群組，其中每個(gè)二醇均具有至少1000g/mol的分子量。
3. 如權(quán)利要求1所述的聚氨酯預(yù)聚物，其特征在于，所述二胺選自由H2N-PIB-NHJP H2N-PTM〇-NH 2組成的群組，其中每個(gè)二胺均具有至少1000g/mol的分子量。
4. 如權(quán)利要求1所述的聚氨酯預(yù)聚物，其特征在于，所述二異氰酸酯選自由4, 4' -亞甲 基二苯基二異氰酸酯（MDI)和/或4, 4'-亞甲基二環(huán)己基二異氰酸酯（HMDI)組成的群組。
5. 如權(quán)利要求1所述的聚氨酯預(yù)聚物，其特征在于，所述層狀粘土選自由2:1的層狀硅 酸鹽-蒙皂石族、蒙脫石、貝德石、綠脫石、皂石、（F-)水輝石、硅鎂石、蛭石、鈉云母、斜綠泥 石和鱗綠泥石組成的群組。
6. 如權(quán)利要求1所述的聚氨酯預(yù)聚物，其特征在于，使用0. 001至0. 9重量％的層狀粘 土，所述層狀粘土以具有烷基取代基的有機(jī)季銨鹽剝離，其中至少一個(gè)所述烷基取代基帶 有-NH 2基團(tuán)。
7. 如權(quán)利要求6所述的聚氨酯預(yù)聚物，其特征在于，使用0. 01至0. 8重量％的層狀粘 土，所述層狀粘土以具有烷基取代基的有機(jī)季銨鹽剝離，其中至少一個(gè)所述烷基取代基帶 有-NH 2基團(tuán)。
8. 如權(quán)利要求7所述的聚氨酯預(yù)聚物，其特征在于，使用0. 1至0. 7重量％的層狀粘 土，所述層狀粘土以具有烷基取代基的有機(jī)季銨鹽剝離，其中至少一個(gè)所述烷基取代基帶 有-NH 2基團(tuán)。
9. 如權(quán)利要求8所述的聚氨酯預(yù)聚物，其特征在于，使用0. 4至0. 6重量％的層狀粘 土，所述層狀粘土以具有烷基取代基的有機(jī)季銨鹽剝離，其中至少一個(gè)所述烷基取代基帶 有-NH 2基團(tuán)。
10. -種聚氨酯，其特征在于，包含以下各物的反應(yīng)產(chǎn)物： (1) 如權(quán)利要求1所述的聚氨酯預(yù)聚物；和 (2) 擴(kuò)鏈劑。
11. 如權(quán)利要求10所述的聚氨醋，其特征在于，所述擴(kuò)鏈劑選自由HDO、BDO、HAD和奪 氫擴(kuò)鏈劑（HACE)組成的群組。
12. 如權(quán)利要求10所述的聚氨酯，其特征在于，與不包括任何以具有烷基取代基的有 機(jī)季銨鹽剝離的層狀粘土作為反應(yīng)物的聚氨酯相比具有增加的抗拉性、伸長(zhǎng)率和韌性，其 中至少一個(gè)所述烷基取代基帶有-NH 2基團(tuán)。
13. -種醫(yī)學(xué)裝置，其特征在于，含有如權(quán)利要求10所述的聚氨酯。
14. 一種聚氨酯，其特征在于，包含以下各物的反應(yīng)產(chǎn)物： (a) 二醇和/或二胺； (b) 化學(xué)計(jì)量過量的二異氰酸酯； (c) 以總的聚合物組成計(jì)少于1重量％的層狀粘土，所述層狀粘土以具有烷基取代基 的有機(jī)季銨鹽剝離，其中至少一個(gè)所述烷基取代基帶有-nh2基團(tuán)；和 (d)擴(kuò)鏈劑。
15. 如權(quán)利要求14所述的聚氨酯，其特征在于，所述二醇選自由HO-PIB-OH和 HO-PTMO-OH組成的群組，其中每個(gè)二醇均具有至少1000g/mol的分子量。
16. 如權(quán)利要求14所述的聚氨酯，其特征在于，所述二胺選自由H2N-PIB-NHJP H2N-PTM〇-NH 2組成的群組，其中每個(gè)二胺均具有至少1000g/mol的分子量。
17. 如權(quán)利要求14所述的聚氨酯，其特征在于，所述二異氰酸酯選自由4, 4' -亞甲基二 苯基二異氰酸酯（MDI)和/或4, 4'-亞甲基二環(huán)己基二異氰酸酯（HMDI)組成的群組。
18. 如權(quán)利要求14所述的聚氨酯，其特征在于，所述層狀粘土選自由2:1的層狀硅酸 鹽-蒙皂石族、蒙脫石、貝德石、綠脫石、皂石、（F-)水輝石、硅鎂石、蛭石、鈉云母、斜綠泥石 和鱗綠泥石組成的群組。
19. 如權(quán)利要求14所述的聚氨酯，其特征在于，使用0.001至0.9重量％的層狀粘 土，所述層狀粘土以具有烷基取代基的有機(jī)季銨鹽剝離，其中至少一個(gè)所述烷基取代基帶 有-NH 2基團(tuán)。
20. 如權(quán)利要求19所述的聚氨酯，其特征在于，使用0. 01至0. 8重量％的層狀粘土，所 述層狀粘土以具有烷基取代基的有機(jī)季銨鹽剝離，其中至少一個(gè)所述烷基取代基帶有-nh2 基團(tuán)。
21. 如權(quán)利要求20所述的聚氨酯，其特征在于，使用0. 1至0. 7重量％的層狀粘土，所 述層狀粘土以具有烷基取代基的有機(jī)季銨鹽剝離，其中至少一個(gè)所述烷基取代基帶有-nh2 基團(tuán)。
22. 如權(quán)利要求21所述的聚氨酯，其特征在于，使用0. 4至0. 6重量％的層狀粘土，所 述層狀粘土以具有烷基取代基的有機(jī)季銨鹽剝離，其中至少一個(gè)所述烷基取代基帶有-nh2 基團(tuán)。
23. 如權(quán)利要求14所述的聚氨酯，其特征在于，所述擴(kuò)鏈劑選自由HDO、BDO、HAD和奪 氫擴(kuò)鏈劑（HACE)組成的群組。
24. 如權(quán)利要求14所述的聚氨酯，其特征在于，與不包括任何以具有烷基取代基的有 機(jī)季銨鹽剝離的層狀粘土作為反應(yīng)物的聚氨酯相比具有增加的抗拉性、伸長(zhǎng)率和韌性，其 中至少一個(gè)所述烷基取代基帶有-NH 2基團(tuán)。
25. -種醫(yī)學(xué)裝置，其特征在于，含有如權(quán)利要求14所述的聚氨酯。
【專利摘要】本發(fā)明一般而言涉及基于聚異丁烯的聚氨酯、聚脲和/或聚氨酯-聚脲，以及一種用于制造所述化合物的方法。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述基于聚異丁烯的聚氨酯、聚脲和/或聚氨酯-聚脲也包括至少一個(gè)柔性氫鍵受體擴(kuò)鏈劑(HACE)。在另一個(gè)實(shí)施方案中，胺遠(yuǎn)螯和羥基遠(yuǎn)螯聚異丁烯與至少一個(gè)柔性氫鍵受體擴(kuò)鏈劑(HACE)一起用于產(chǎn)生具有各種合意的機(jī)械特性以及各種合意的氧化/水解穩(wěn)定性的聚氨酯-聚脲。
【IPC分類】C08K3-34, C08K9-04, C08K9-00
【公開號(hào)】CN104640918
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201380048206
【發(fā)明人】約瑟夫·肯尼迪, 尼汗·奴干, 圖爾古特·奴干
【申請(qǐng)人】阿克倫大學(xué)
【公開日】2015年5月20日
【申請(qǐng)日】2013年7月23日
【公告號(hào)】CA2884247A1, EP2875071A1, US20150191566, WO2014018509A1