水性聚氨酯的性能改善研究.pdf

1、本文利用甲基丙烯酸十二氟庚酯(MBFA-12)和納米纖維素(NCC)作為改性劑來改善水性聚氨酯力學(xué)性能及疏水性。
　　采用酸解法和高速剪切法從微晶纖維素(MCC)中制取了納米纖維素(NCC)，利用TEM、FESEM、X射線衍射儀、同步熱分析儀對其結(jié)構(gòu)、形態(tài)以及性能進(jìn)行表征，結(jié)果表明酸解法制得的NCC直徑約為20-60 nm，結(jié)晶度較高，且具有較優(yōu)的分散性，但熱穩(wěn)定性較差；而高速剪切法制得直徑較高的NCC(100 nm)，且結(jié)晶度較

2、低。
　　采用異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)、聚己內(nèi)酯二元醇(PCL)、2,2-二羥甲基丙酸(DMPA)、丙烯酸羥乙酯(HEA)等為原料，選用 MBFA-12為有機(jī)氟單體改性劑，合成了含氟水性聚氨酯，分析了MBFA-12含量對WPU乳液的黏度、粒徑以及涂膜的硬度、附著力、耐磨性能、拉伸性能和耐水性能的影響。結(jié)果表明：氟單體MBFA-12的加入，明顯提高了涂膜的疏水性能。涂膜接觸角隨著氟單體含量的增加而增加，并在氟單體含量為40％時

3、達(dá)到最大值（113°），此時涂膜的吸水率也降到最低值（1.54%）；研究還發(fā)現(xiàn)當(dāng)MBFA-12達(dá)到10%時，涂膜的拉伸強(qiáng)度達(dá)到最大值（13.09MPa）。與未改性聚氨酯相比，拉伸強(qiáng)度增加了947.2%。
　　選用酸解法制得的NCC作為水性聚氨酯的增強(qiáng)劑制備了高性能水性聚氨酯，研究了NCC對WPU乳液及涂膜物理性能的影響。結(jié)果表明：隨著NCC含量的增加，乳液的黏度、粒徑和涂膜的硬度和耐磨性能都有所提高，特別是拉伸強(qiáng)度明顯增強(qiáng)。當(dāng)NC

4、C含量為5%時，復(fù)合涂膜的拉伸強(qiáng)度達(dá)到最大值（13.43MPa）。流變試驗(yàn)結(jié)果證實(shí)：NCC-WPU乳液屬假塑性流體，呈現(xiàn)“剪切變稀”特征；其線性黏彈性區(qū)域在γ為0.01%-10%范圍內(nèi)；隨著頻率的增大，乳液的儲能模量和損耗模量增大，但是復(fù)數(shù)黏度和損耗系數(shù)減小。熱重分析表明， NCC-WPU涂膜的初始分解溫度(Ti)、T30%、T50%及最大失重率的溫度(Tmax)都隨著NCC含量的增加而升高，且兩個階段熱失重過程具有更寬的溫度范圍，熱穩(wěn)