丙烯酸酯改性水性聚氨酯.pdf

1、本文采用異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)、二羥甲基丙酸(DMPA)、聚碳酸酯二醇(PC)、甲基丙烯酸羥丙酯(HPMA)為聚氨酯原料，丙烯酸丁酯(BA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)為丙烯酸酯單體，合成了接枝型丙烯酸酯/聚氨酯(PUA)復(fù)合乳液。
　　 固定HPMA、乳化劑(SDS)、引發(fā)劑(APS)用量，改變聚氨酯與丙烯酸酯的質(zhì)量比，分析討論了不同丙烯酸酯加入量對(duì)PUA復(fù)合乳液結(jié)構(gòu)與性能的影響。隨著共聚物中丙烯酸酯含量增加，乳液外觀由

2、透明變?yōu)椴煌该?，乳液粒徑隨之增大、分布變寬。TEM圖片顯示，PUA乳膠粒子呈現(xiàn)清晰的核殼結(jié)構(gòu)，且形態(tài)規(guī)整，粒徑分布在60～120nm之間，與粒徑測(cè)試呈現(xiàn)一致。FTIR測(cè)試表明，PU硬段氫鍵化作用先增強(qiáng)后減弱，硬段的有序度逐漸降低。共聚物中PU、PA兩組分相容性較好，只出現(xiàn)一個(gè)玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，并且隨著PA含量的增加而逐漸上升。膠膜的耐熱、耐水、力學(xué)性能都有明顯的提高。PUA膠膜耐熱性能介于PU、PA兩純組分之間，隨著共聚物中PA含量的增加

3、，PUA膠膜的吸水率降低，耐水性增加，彈性模量逐漸提高，拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率先增加后下降，PUA-50的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率均超出了PU、PA兩純組分；相同反應(yīng)時(shí)間內(nèi)，隨著HPMA用量的增加，PU預(yù)聚體中-NCO反應(yīng)越充分，反應(yīng)3h后，體系中-NCO含量不再變化。動(dòng)力學(xué)研究表明聚氨酯預(yù)聚體中的-NCO與HPMA的-OH為二級(jí)反應(yīng)，反應(yīng)速率常數(shù)k=0.0021L·mol-1·s-1，PU分子鏈末端的雙鍵含量隨著HPMA用量的增多而增大，P

4、UA共聚物中存在接枝與交聯(lián)兩種分子結(jié)構(gòu)類型；隨著乳化劑用量的增多聚合反應(yīng)速率及轉(zhuǎn)化率增加，復(fù)合乳液的穩(wěn)定性提高，而膠膜的吸水率上升。
　　 將BA、MMA通過(guò)溶液自由基聚合，用巰基乙醇(ME)作為鏈轉(zhuǎn)移劑調(diào)控合成了不同分子量的端羥基聚丙烯酸酯。FTIR和1H-NMR對(duì)端羥基PA的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征，證實(shí)了合成產(chǎn)物為端羥基PA。討論了鏈轉(zhuǎn)移劑與引發(fā)劑(AIBN)的摩爾比對(duì)產(chǎn)物分子量及端羥基官能團(tuán)化比率的影響。結(jié)果表明，端羥基PA分子量

5、隨著兩者比值的增大而減小，當(dāng)摩爾比超過(guò)6/1時(shí)，PA的端羥基官能團(tuán)化比率能達(dá)到80％，意味著80％的PA分子鏈都含有羥基。通過(guò)GPC、黏度法測(cè)得的分子量和特性黏度，得到了丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸甲酯質(zhì)量比為1/1時(shí)的PA共聚物在25℃、丙酮溶劑中特性指數(shù)K=2.76×10-4，α=0.72。
　　 不同分子量的端羥基PA與-NCO封端的PU預(yù)聚體反應(yīng)，在水中分散得到PA-PU-PA三嵌段共聚復(fù)合乳液。FTIR和1H-NMR對(duì)共聚物