【碩士】聚氨酯乳液粘度和粒徑對固含量的影響

內容簡介

　　【碩士】聚氨酯乳液粘度和粒徑對固含量的影響　　授予學位：碩士　　學位授予單位：中國科學技術大學　　學位年度：2010　　水性聚氨酯因為具有環(huán)境友好性，無毒無污染，且不易燃燒等優(yōu)點，在同常生活和許多領域中都得到了廣泛的應用。在水性聚氨酯的制備過程中，水替代有機溶劑作為分散劑，因而大大減少了揮發(fā)性物質的排放。但也J下是因為水的存在，給水性聚氨酯帶來了兩個問題。首先因為水在體系中的大量存在，相同固含量下水性聚氨酯比溶劑型聚氨酯成膜干燥時間長。第二，為了得到水性聚氨酯乳液，必須引入親水基團。但是親水基團的引入，使其所形成的膜具有較高的表面自由能，在提高親水性的同時卻降低了膜的耐水性和耐油性能?！　√岣咚跃郯滨サ墓毯恳詼p少體系的含水量是增加乳液成膜干燥速度的最直接有效的方法之一。本文以異氟爾酮二異氰酸酯(IPDI)、聚四氫呋喃醚二醇(PTMG)、聚己內酯二醇(PCLD)、2，2一二羥甲基丙酸(DMPA)以及l(fā)，4一丁二醇(BDO)等為主要原料，經(jīng)自乳化法分別合成出IPDI型陰離子水性聚氨酯PTMG．PU、PCLD．PU。Fourier變換紅外光譜測試證實了二者結構上面的差別。通過系統(tǒng)研究合成制備工藝過程中多種因素對乳液粘度及膠粒粒徑的影響，發(fā)現(xiàn)當控制合成過程中中和度為90．100％、[NCO]／[OH]比為1．13．1．20、DMPA含量為2．5．9．O％以及乳化時葉片轉速為1500．2000 r／min、加水速度為100．200 ml／min(體系總體積200m1)時，可制得乳液粘度和膠粒粒徑適中并且固含量可達40％以上非常穩(wěn)定的IPDI型聚氨酯乳液?！　? 含氟聚氨酯材料作為一類新型的高分子功能材料，由于含氟基團的引入，可以使聚合物同時具有低表面能，優(yōu)異的化學穩(wěn)定性和耐水耐油性，很好的彌補了原有聚氨酯材料在這些方面的不足。為了提高IPDI型水性聚氨酯乳膠膜的表面性能，本文又以二乙醇胺與丙烯酸十二氟庚酯為原料合成出一種新的含氟二元醇3一(N，N一二羥乙基)丙酸十二氟庚酯(DEFA)。以IPDI、PTMG、DMPA以及BDO等為主要原料，并將DEFA作為擴鏈劑，經(jīng)自乳化法合成制備出了含氟長支鏈聚氨酯IPDI．DEFA．PU-孚L液。1H NMR$[IFourier變換紅外光譜測試分析分別證實了DEFA和IPDI．DEFA．PU的結構。實驗發(fā)現(xiàn)隨著氟的含量從0增加到15．1％，由于氟的影響，IPDI．DEFA．PU乳膠粒子粒徑從102 nm增加到260 nlil，且氟化乳膠膜表面張力下降的非常明顯，由42．9 mN／m下降到16．5 mN／m，此外膜與水的接觸角由7lo上升到1040，而在水和環(huán)己烷中的溶脹度則分別由15．8％減小到1．1％和由28．8％減d,N3．4％，氟化乳膠膜的耐水性、耐有機溶劑性也都得到了提高，且伴隨著拉伸強度由9 MPa增加到15 MPa，斷裂伸長率則從520％降低到了280％。同時本文還比較了普通聚氨酯與合成的含氟長支鏈聚氨酯的熱穩(wěn)定性，發(fā)現(xiàn)本文合成的IPDI．DEFA．PU的熱穩(wěn)定性要高于普通型聚氨酯?！　?

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