高性能水性聚氨酯基乳膠的研究.pdf

1、水性聚氨酯是以水為分散介質(zhì)的二元膠體體系。本論文采用自乳化法以有機(jī)硅、聚酯二元醇、異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)和二羥甲基丙酸(DMPA)等為原料制備了一系列有機(jī)硅改性水性聚氨酯乳膠,研究了有機(jī)硅含量、DMPA含量以及乳化溫度對(duì)乳膠粒徑、粘度、流變性、吸水率和力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明:隨著有機(jī)硅含量的增加,乳膠粒徑增大,粘度減小,水接觸角增大,吸水率先下降后上升,乳膠涂膜的拉伸強(qiáng)度先上升后下降,斷裂伸長(zhǎng)率逐漸降低,鉛筆硬度增大,流體表現(xiàn)

2、為非牛頓流體特性；隨著DMPA含量的增加,乳膠粒徑減小,粘度增大,吸水率上升,水接觸角下降,乳膠涂膜的拉伸強(qiáng)度逐漸上升,斷裂伸長(zhǎng)率逐漸下降,鉛筆硬度略有上升；乳化溫度越高,粘度越小,吸水率越大,水接觸角越低,乳膠涂膜的拉伸強(qiáng)度降低,斷裂伸長(zhǎng)率上升,附著力略有下降。
　　 同時(shí),本論文還制備了一系列有機(jī)硅改性水性聚氨酯-水性聚氨酯復(fù)合乳膠,通過(guò)傅立葉紅外衰減全反射變換光譜(FTIR-ATR)和原子力顯微鏡(AFM)對(duì)有機(jī)硅在復(fù)合乳

3、膠涂膜表面富集進(jìn)行了研究。由FTIR-ATR分析可知,當(dāng)有機(jī)硅含量為2.14wt％時(shí),復(fù)合乳膠涂膜的空氣面有機(jī)硅含量是基材(玻璃)面的11.59倍,表明有機(jī)硅鏈段向涂膜表面遷移富集；AFM測(cè)試表明有機(jī)硅改性水性聚氨酯的加入可以顯著改變WPU乳膠涂膜的表面結(jié)構(gòu)。有機(jī)硅含量越多,復(fù)合乳膠涂膜空氣面接觸角越大,吸水率越小,鉛筆硬度越大,表面自由能下降越明顯；DMPA含量越少,復(fù)合體系涂膜的吸水率越小,接觸角越大,表面自由能下降越多,鉛筆硬度越

4、??；乳化溫度越低,接觸角越大,表面自由能越小,吸水率越小。
　　 本論文的另一方面工作采用分步法合成了一系列水性聚氨酯/聚(丙烯酸正丁酯-苯乙烯)乳膠互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)(WPU/P(nBA-St)LIPNs),重點(diǎn)討論了兩網(wǎng)絡(luò)間組分配比、苯乙烯含量以及DMPA含量對(duì)體系性能的影響。結(jié)果表明:乳膠體系隨著P(nBA-St)含量的增加,乳膠粒徑增大,粘度降低,流體近似為牛頓流體,涂膜的吸水率先降低后增大,涂膜拉伸強(qiáng)度降低,斷裂伸長(zhǎng)率提高