水性聚氨酯改性及其納米復(fù)合材料的制備與性能研究.pdf

1、水性聚氨酯(WPU)作為一種以水為分散介質(zhì)的高分子材料，具有無毒、無異味、無污染等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用在皮革涂飾、汽車修補(bǔ)、膠黏劑、印刷油墨、防護(hù)涂料等領(lǐng)域。然而，在制備過程中為了實(shí)現(xiàn)自乳化，往往需要向WPU分子鏈中引入親水基團(tuán)或鏈段，這在一定程度上會導(dǎo)致水性聚氨酯耐水性、耐溶劑性、機(jī)械強(qiáng)度等性能下降，影響水性聚氨酯材料在實(shí)際生活中的應(yīng)用。因此，對水性聚氨酯進(jìn)行改性，提高其綜合性能，具有十分必要的意義。本課題分別采用有機(jī)硅氧烷交聯(lián)、碳納米管

2、納米復(fù)合兩種方法對水性聚氨酯進(jìn)行改性。
　　第一部分，以液化二苯基甲烷二異氰酸酯(L-MDI)、聚碳酸酯二醇(PCDL)、二羥甲基丙酸(DMPA)為主要原料，通過丙酮法合成端-NCO聚氨酯預(yù)聚體;選取3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)，利用其-NH2可與預(yù)聚體-NCO的反應(yīng)將APTES引入到WPU分子鏈中，及乙氧基可水解縮合形成Si-O-Si交聯(lián)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，制得單組份水性聚氨酯分散液;再加入親水改性的聚異氰酸酯配制成有機(jī)硅改性雙

3、組份水性聚氨酯分散液。結(jié)果表明，有機(jī)硅氧烷的加入對雙組份水性聚氨酯的熱穩(wěn)定性、耐溶劑性、耐水性都起到促進(jìn)作用;有機(jī)硅氧烷改性雙組份水性聚氨酯對三種溶劑侵蝕的抵抗力大小依次為:無水乙醇＞丙酮＞二氯甲烷;當(dāng)APTES添加量為4％時(shí)，雙組份水性聚氨酯的吸水率約為5.97％，拉伸強(qiáng)度提高了大約11MPa，而斷裂伸長率降低了58％左右。
　　第二部分，選用十二烷基硫酸鈉(SDS)、十二烷基苯磺酸鈉(SDBS)兩種表面活性劑以物理吸附的方式對

4、多壁碳納米管(MWCNT)進(jìn)行表面修飾，以便提高其在WPU中的相容性;再與WPU共混制備不同MWCNTs分散液添加量的MWCNT/水性聚氨酯納米復(fù)合材料。研究表明，當(dāng)SDS/MWCNT添加量為8wt％、SDBS/MWCNT為4wt％時(shí)，MWCNT在水性聚氨酯分散液基體中具有最佳的分散效果;MWCNT的加入對水性聚氨酯的耐熱性、疏水性、耐水性及力學(xué)性能均產(chǎn)生了提高作用，水靜態(tài)接觸角最大提高了18°，吸水率可降低至10％，拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長