無溶劑法制備水性聚氨酯的研究及MMA原位聚合改性的探討.pdf

1、隨著人類生活質(zhì)量的提高，各項環(huán)保法規(guī)更趨嚴(yán)格。對許多綠色環(huán)保產(chǎn)品不僅僅著眼于其最終產(chǎn)品形式是否環(huán)保，也已開始關(guān)注其生產(chǎn)過程中是否綠色環(huán)保。 本課題首先以目前生產(chǎn)水性聚氨酯普遍使用的異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)、聚酯、聚醚二元醇、二羥甲基丙酸(DMPA)為主要原料以無溶劑法合成水性聚氨酯，用FTIR、粒徑分析等手段研究了原料的選擇、反應(yīng)溫度、親水基團(tuán)引入方式等工藝因素對無溶劑法制備水性聚氨酯的影響。通過研究得出IPDI和聚酯/聚

2、醚二元醇預(yù)聚階段前期適宜的反應(yīng)溫度為60℃，親水基團(tuán)在預(yù)聚反應(yīng)后期引入，適宜的反應(yīng)溫度為80℃，以三乙胺作為中和劑，中和后以乙二胺或二乙烯三胺為擴(kuò)鏈劑，擴(kuò)鏈反應(yīng)適宜的溫度為0℃。由此制得綠色環(huán)保、性狀穩(wěn)定而且粒徑均一的水性聚氨酯乳液。通過粒徑分析儀測得乳液平均粒徑為55.7nm。 其次，通過調(diào)整軟硬段比例、軟段結(jié)構(gòu)、羧基含量和擴(kuò)鏈劑種類等參數(shù)，考察了它們對膠膜物理機(jī)械性能及耐水性的影響，研究了水性聚氨酯的結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系，為今后

3、的實際應(yīng)用作理論準(zhǔn)備。結(jié)果表明隨著硬段含量的增加，膠膜的斷裂強(qiáng)度增大，最大伸長率逐步下降，同時耐水性變差；隨著軟段結(jié)構(gòu)中聚酯的含量增加，膠膜斷裂強(qiáng)度增大，耐水性提高，而最大伸長率下降；隨著羧基含量的增加，膠膜的斷裂強(qiáng)度增加，耐水性下降；同時采用三元胺作為擴(kuò)鏈劑制備的水性聚氨酯膠膜其力學(xué)強(qiáng)度和耐水性都要高于采用二元胺作為擴(kuò)鏈劑的水性聚氨酯膠膜。 然后，針對水性聚氨酯耐水性較差、成本較高的缺點，本課題用甲基丙烯酸甲酯原位聚合改性水性

4、聚氨酯。通過選擇合適的引發(fā)體系，制備得到不同甲基丙烯酸甲酯含量的水性聚氨酯復(fù)合乳液；測定了不同甲基丙烯酸甲酯含量的水性聚氨酯復(fù)合乳液的粒徑及分布，探討了原位聚合的歷程；并研究了復(fù)合乳液組成對膠膜力學(xué)性能及耐水性的影響。研究發(fā)現(xiàn)隨著。MMA含量的增加，復(fù)合乳液膠膜的斷裂強(qiáng)度上升，而最大伸長率下降。MMA用量在10％～30％范圍時，膠膜物理機(jī)械性能變化幅度不大；隨著MMA加入量的增加，吸水率有明顯的下降。這表明丙烯酸酯類單體原位聚合改性水性