聚碳酸酯二醇型水性聚氨酯的合成及性能研究.pdf

1、隨著環(huán)保法規(guī)的實(shí)施,各國(guó)對(duì)揮發(fā)性有機(jī)物及有毒物的限制越來(lái)越嚴(yán)格,對(duì)合成聚氨酯材料的發(fā)展突出表現(xiàn)為環(huán)保和高性能化。水性聚氨酯(WPU)具有環(huán)保、低VOC排放量等特點(diǎn),近幾十年來(lái)得到了迅速的發(fā)展,但是WPU本身耐水性、耐高溫性能及熱穩(wěn)定性能不佳,這使其應(yīng)用與發(fā)展受到了限制。因此研發(fā)具有良好耐水性、耐高溫穩(wěn)定性能的新型WPU材料具有重大的意義和發(fā)展前景。
　　論文以聚碳酸酯二醇(PCDL)、四氫呋喃醚二醇(PTMG)和異佛爾酮二異氰酸酯

2、(IPDI)、六亞甲基二異氰酸酯(HDI)為基本原料,二羥甲基丙酸(DMPA)作為親水?dāng)U鏈劑,1,4-丁二醇(BDO)作為小分子擴(kuò)鏈劑,氨丙基三甲氧基硅氧烷偶聯(lián)劑(KH-551)作為封端劑,三乙胺作為中和劑,采用預(yù)聚體分散法分別合成了-NCO封端的WPU及硅烷偶聯(lián)劑封端的WPU,并通過(guò)傅里葉紅外光譜(FT-IR)、熱重分析(TGA)、差示掃描量熱法(DSC)對(duì)WPU膠膜的分子結(jié)構(gòu)和熱性能進(jìn)行了表征,還對(duì)WPU乳液的穩(wěn)定性、外觀及粘度,膠

3、膜的耐水、耐乙醇性、力學(xué)性能和粘接強(qiáng)度進(jìn)行了研究。主要工作及研究分為四個(gè)方面:(1)分別以PCDL與PTMG作為軟段合成了-NCO封端的WPU,并比較了不同軟段類型WPU的乳液及膠膜性能。結(jié)果表明:PCDL型水性聚氨酯綜合性能要優(yōu)于PTMG型水性聚氨酯,具有更好的耐水、耐乙醇性,更高的熱穩(wěn)定性及力學(xué)性能。(2)以HDI/IPDI復(fù)配作為硬段,PCDL為軟段,合成了一系列-NCO封端的WPU,分析了HDI/IPDI復(fù)配比對(duì)PCDL型WPU

4、乳液及膠膜性能的影響。結(jié)果表明:隨著HDI/IPDI復(fù)配比的增加,乳液透明度降低,粘度增大;膠膜的拉伸強(qiáng)度及拉伸剪切強(qiáng)度先增大后減小,而斷裂伸長(zhǎng)率、耐水、耐乙醇性、熱穩(wěn)定性及相容性均得到了改善。(3)硅氧烷偶聯(lián)劑KH-551作為封端劑,制備出以硅氧烷偶聯(lián)劑封端的PCDL型WPU,考察了KH-551用量對(duì)PCDL型WPU乳液及膠膜性能的影響。結(jié)果表明:隨著KH-551用量的增加,WPU乳液的穩(wěn)定性和外觀變化不大,而其粘度及WPU膠膜的拉伸

5、強(qiáng)度、拉伸剪切強(qiáng)度均呈先增大后減小的趨勢(shì),膠膜的斷裂伸長(zhǎng)率降低,初始分解溫度升高,吸水、吸溶劑率是先減小后增大的,較佳的KH-551用量為2％。(4)將聚硅氧烷引入WPU中,合成了聚硅氧烷-聚碳酸酯二醇-水性聚氨酯三元復(fù)合乳液,討論了聚硅氧烷的種類及添加量對(duì)WPU乳液和膠膜性能的影響,利用紅外光譜和掃描電鏡(SEM)對(duì)水性聚氨酯膠膜的結(jié)構(gòu)和形貌進(jìn)行表征;通過(guò)熱重分析(TGA)表征了材料的熱性能,對(duì)膠膜的力學(xué)性能、耐水、耐溶劑性能進(jìn)行了測(cè)