香豆素衍生物AFC封端的高固含量陽離子水性聚氨酯的制備及性能.pdf

1、水性聚氨酯作為一種多功能環(huán)境友好型高分子材料，廣泛受到重視，但由于水的蒸發(fā)熱比明顯高于常用的有機溶劑，揮發(fā)速度慢，干燥時間長，難以滿足現代生產線高效率的要求。因此，高固含量水性聚氨酯的制備已成為該領域研究的熱點之一。目前對陰離子高固含量聚氨酯研究報道相對較多，而陽離子高固含量水性聚氨酯鮮有報道。
　　本文創(chuàng)新使用新的軟硬段理論，通過向聚氨酯軟段中引入長鏈烷基胺聚氧乙烯醚（PAE）陽離子親水結構，合成了一系列高固含量、性能優(yōu)異的水性

2、聚氨酯，重點研究了PAE結構與用量等對固含量大小、乳液及其膠膜性能的影響。并拓展研究了相同合成條件下，香豆素封端的熒光型聚氨酯的性能以及空間位阻、溫度、溶劑效應等對其熒光性能的影響。通過紅外(FTIR)、粒徑、拉伸力學、熱重分析(TGA)、吸水率及接觸角等測試對乳液及膠膜進行分析。研究發(fā)現，在聚氨酯主鏈中引入PAE使其熱穩(wěn)定性有明顯提升；同時在配料為：PAE環(huán)氧乙烷（EO）數目為10，n(PAE)：n(PNGA)=1：9和n（NCO）/

3、n(OH)=1.2條件下，合成的陽離子水性聚氨酯固含量最高可達51.28％，且體系顯良好雙峰粒徑分布趨勢。其中，聚氨酯乳液膠膜與水的接觸角以及其吸水率隨著PAE中EO數目和n(PAE)：n(PNGA)比的增加，水對膠膜的潤濕能力逐步提高，吸水率明顯增強；隨著 PEA分子中環(huán)氧乙烷（EO）數目和用量的增加，制備的CWPU的粒徑變小、流動性變差、黏度增大、親水性增強，且因(-CH2-CH2-O-)n可以進入乳膠粒子的表面，使得乳液具有優(yōu)異的

4、分散和穩(wěn)定性能。當 n(PAE-1210)：n(PNGA)的比例增大，膠膜的斷裂伸長率有較大提升，拉伸強度略有下降；但隨著EO數目的增多，膠膜的斷裂伸長率和拉伸強度變化不明顯。
　　為了進一步探索制備的CWPU的在特種領域的應用前景，并拓展研究了相同合成條件下，香豆素封端的聚氨酯的性能以及空間位阻、溫度、溶劑效應等對其熒光性能的影響。實驗通過用熒光性香豆素衍生物7-氨基-4-三氟甲基香豆素（AFC）對聚氨酯分子鏈進行封端處理，將熒

5、光性物質通過共價鍵引入到聚氨酯鏈上，制備了具有長期貯存穩(wěn)定性的熒光型高固含量陽離子水性聚氨酯（CWPU-AFC）。CWPU-AFC的結構通過FTIR和UV證實。乳液的粒徑和相對分子質量通過馬爾文粒度分析儀和 GPC測定，分析得CWPU-AFC乳液的粒徑為112.3nm，其相對分子質量（Mn）為2.2×104，分布系數（Mw/Mn）為2.2；對CWPU-AFC乳液進行熒光光譜測試，分析結果表明，制備的CWPU-AFC的熒光強度主要受―結構