紫外光固化水性聚氨酯丙烯酸酯的合成與構性研究.pdf

1、紫外光固化材料因其固化速度快、節(jié)省能源受到重視，已成為當前研究的熱點，但自由基型光固化水性聚氨酯丙烯酸酯(UV-WPUA)體系由于受到氧阻聚和單一固化的不利影響，且價格較高，應用受到一定的限制。本文即為了降低成本、提高光固化性能，采用β-環(huán)糊精（β-CD）、蓖麻油（CO）等生物基材料對 UV-WPUA進行改性，并探討了季戊四醇三丙烯酸酯（PETA）/季戊四醇四丙烯酸酯（PETTA）復合光固化體系、UV-WPUA與聚乙烯醇（PVA）的復配

2、體系等，重點研究了其結構與性能的關系，主要工作如下：
　?。?）以異佛爾酮二異氰酸酯（IPDI）、聚己內(nèi)酯二醇（PCL）、β-CD與PETA等為主要原料，二羥甲基丁酸（DMBA）為親水擴鏈劑，合成出β-CD改性的UV-WPUA。研究發(fā)現(xiàn)，UV-WPUA分散體呈牛頓流體，黏度較低。隨β-CD量的增加，合成過程中丙酮用量減少，乳液黏度呈先減小后增大的趨勢，乳液外觀由透明泛藍逐漸變化為半透明。當w（β-CD）增大至14.86％時，斷裂伸

3、長率和拉伸強度轉而下降。β-CD的引入有利于UV-WPUA凝膠含量的增大，但過多引入會使得后期固化不徹底，凝膠含量增幅較少。當w（β-CD）高于9.48%時，過量的β-CD未完全參與到反應中，遷移到膠膜的表面，使得膜的耐水性下降。
　　（2）通過改變PETA和PETTA的質(zhì)量比，合成出一系列UV-WPUA。研究發(fā)現(xiàn)，隨著PETTA量的增加，粒徑總體呈現(xiàn)增大的趨勢。當PETTA的量增至66.67%，更多的聚氨酯預聚體未被封端，加水分

4、散時，形成聚脲結構，粒徑增幅明顯，粒徑分布逐漸變寬，拉伸強度和斷裂伸長率均有所提高，接觸角增大。當PETTA的量增至83.33%，相分離程度明顯，力學性能下降，乳液黏度增大、接觸角變小，耐醇性和耐水性都變得較差。PETTA的引入使得膜產(chǎn)生了更大的固化收縮，表面變得更加粗糙，且膜的熱性能有所下降，但隨其量的增加，熱穩(wěn)定性逐漸提高。當其用量增加至83.33%，熱穩(wěn)定性又有所下降。凝膠含量、鉛筆硬度等均隨著PETTA用量的增加而增大。

5、　?。?）以PCL、IPDI、PETA等為主要原料合成的UV-WPUA與PVA復配制得UV-WPUA/PVA共混物。采用紅外和X射線衍射儀分別對其結構和結晶性能進行表征，并測試了粒徑、吸水率、接觸角、熱重等性能，采用Flynn-Wall-Ozawa法研究了共混膜的熱分解動力學。結果表明，UV-WPUA 與 PVA之間存在著較強的氫鍵等分子間作用力，共混膜的結晶性能介于純PVA和純WPUA之間，兩相仍存在一定的相容性問題，而紫外

6、光固化可改善 PVA和 WPUA兩相的相容性。隨著 PVA含量的增加，UV-WPUA/PVA膜的耐水性能下降，熱穩(wěn)定性有所提高，熱分解活化能在100 KJ·mol-1以上，且隨著熱分解程度的加深而增大。
　?。?）以IPDI、CO與PETA等為主要原料，合成UV-WPUA，采用紅外和核磁證實其結構的形成，探討CO用量對各種性能的影響。隨著CO用量的增加，乳液的粒徑逐漸增大，且粒徑分布變寬。吸水率從20.45%下降至9.24%，接觸