軟段鏈結(jié)構(gòu)對(duì)水性聚氨酯性能的影響.pdf

1、聚氨酯是氨基甲酸酯的簡(jiǎn)稱(chēng)，具有良好的耐磨、耐水、耐溶劑和彈性較好等優(yōu)點(diǎn)。而水性聚氨酯是指在聚氨酯的主鏈上或者側(cè)鏈上引入親水基團(tuán)，或者采用加入乳化劑的方法獲得具有較好分散性的聚氨酯。水性聚氨酯相比于傳統(tǒng)溶劑型聚氨酯具有無(wú)毒、不污染環(huán)境的優(yōu)點(diǎn)。本文主要圍繞水性聚氨酯軟段鏈結(jié)構(gòu)對(duì)水性聚氨酯性能的影響，合成了不同聚酯型水性聚氨酯，并探討不同聚酯結(jié)構(gòu)、聚酯分子量以及不同己二酸系類(lèi)聚酯二元醇對(duì)水性聚氨酯性能的影響。對(duì)樣品的乳液穩(wěn)定性、乳液粒徑、膠膜

2、力學(xué)性能、膠膜耐熱性能及剝離強(qiáng)度等進(jìn)行了研究。
　　(1)不同結(jié)構(gòu)型聚酯二元醇對(duì)水性聚氨酯性能的影響
　　采用了分子量均為2000的聚碳酸酯二元醇(PCDL)、二聚酸聚酯二元醇(PDFA)、鄰苯二甲酸聚酯二元醇(PPA)、聚己二酸-1，4-丁二醇酯二元醇(PBA)、聚己內(nèi)酯二元醇(PCL)、異氟爾酮二異氰酸酯(IPDI)、二羥甲基丙酸(DMPA)、以及一縮二乙二醇(DEG)為主要原料合成了一系列水性聚氨酯樣品。通過(guò)乳液穩(wěn)定性

3、、乳液粒徑、熱重分析、力學(xué)性能測(cè)試、T-剝離強(qiáng)度測(cè)試等測(cè)試方法研究了不同結(jié)構(gòu)型聚酯多元醇對(duì)水性聚氨酯性能的影響。
　　通過(guò)研究，膠膜的24h吸水率表明PDFA-PU及PCDL-PU的耐水性能較優(yōu)，且乳液粒徑較小，乳液穩(wěn)定性及外觀較好。膠膜熱重分析說(shuō)明PCDL-PU的耐熱性能最好，PCL-PU耐熱性能較差。力學(xué)強(qiáng)度測(cè)試表明，PCDL-PU具有最好的力學(xué)性能，拉伸強(qiáng)度達(dá)到49.78MPa，而PPA-PU的力學(xué)性能較差，膠膜較軟。在T-

4、剝離強(qiáng)度中，結(jié)晶性最好的PBA-PU具有24.5N/cm的最大剝離強(qiáng)度。
　　(2)不同分子量型軟段對(duì)水性聚氨酯性能的影響
　　采用不同分子量的PBA(600、1000、2000、3000、4000)、異氟爾酮二異氰酸酯、二羥甲基丙酸(DMPA)、一縮二乙二醇(DEG)為主要原料合成了一系列水性聚氨酯。分別采用了紅外、粒徑分析儀、熱重分析、DSC分析、拉力機(jī)、T-剝離強(qiáng)度測(cè)試等對(duì)上述合成的一系列水性聚氨酯的結(jié)構(gòu)、粒徑分布、耐

5、熱性能、結(jié)晶度、剝離強(qiáng)度等性能進(jìn)行研究及探討。
　　通過(guò)乳液穩(wěn)定性測(cè)試及粒徑分布測(cè)試可知，該系列水性聚氨酯的穩(wěn)定性較好，固含量變化不明顯，而膠膜的耐水性測(cè)試表明隨著軟段分子量的增加耐水性能提高，TG測(cè)試結(jié)果表明該系列聚氨酯膠膜的耐熱性隨著軟段分子量的增加而逐漸下降，DSC測(cè)試表明隨著軟段分子量的增加膠膜的結(jié)晶性增加得比較明顯。通過(guò)力學(xué)性能測(cè)試可知，在分子量為4000時(shí)膠膜的拉伸強(qiáng)度達(dá)到最大的28.5MPa，而斷裂伸長(zhǎng)率最大值282

6、.5％時(shí)軟段分子量為1000。不同軟段的T-剝離強(qiáng)度可以看出，隨著分子量的增加剝離強(qiáng)度逐漸增加。
　　(3)不同己二酸型聚酯二元醇水性聚氨酯的性能研究
　　主要采用了聚己二酸乙二醇酯二元醇(PEA)、聚己二酸1，4-丁二醇酯二元醇(PBA)、聚己二酸1，6-己二醇酯二元醇(PHA)、聚己二酸新戊二醇酯二醇(PNA)、聚己二酸三甲基戊二醇二元醇(PTPDA)等為主要原料合成了一系列水性聚氨酯，分別采用了紅外光譜分析，乳液粒徑測(cè)

7、試儀、DSC分析、拉力機(jī)測(cè)試、T-剝離強(qiáng)度測(cè)試等一系列方法對(duì)上述合成的一系列水性聚氨酯進(jìn)行了性能上的研究及探討。
　　研究結(jié)構(gòu)表明各個(gè)水性聚氨酯都得到了穩(wěn)定的乳液，直鏈結(jié)構(gòu)的聚酯型水性聚氨酯具有較好的強(qiáng)度和剝離強(qiáng)度，且隨著鏈長(zhǎng)度的增加而增大。帶支鏈結(jié)構(gòu)的聚酯二元醇力學(xué)強(qiáng)度較低，但具有很大的斷裂伸長(zhǎng)率。T-剝離強(qiáng)度顯示，具有結(jié)晶性的直鏈型聚酯二元醇具有較好的剝離強(qiáng)度，隨著鏈長(zhǎng)度的增加而上升，而在在混合型軟段中，在PTPDA與PBA比