水性聚氨酯改性及其納米復合材料的制備與性能研究.pdf

1、水性聚氨酯(WPU)作為一種以水為分散介質(zhì)的高分子材料，具有無毒、無異味、無污染等優(yōu)點，被廣泛應用在皮革涂飾、汽車修補、膠黏劑、印刷油墨、防護涂料等領域。然而，在制備過程中為了實現(xiàn)自乳化，往往需要向WPU分子鏈中引入親水基團或鏈段，這在一定程度上會導致水性聚氨酯耐水性、耐溶劑性、機械強度等性能下降，影響水性聚氨酯材料在實際生活中的應用。因此，對水性聚氨酯進行改性，提高其綜合性能，具有十分必要的意義。本課題分別采用有機硅氧烷交聯(lián)、碳納米管

2、納米復合兩種方法對水性聚氨酯進行改性。
　　第一部分，以液化二苯基甲烷二異氰酸酯(L-MDI)、聚碳酸酯二醇(PCDL)、二羥甲基丙酸(DMPA)為主要原料，通過丙酮法合成端-NCO聚氨酯預聚體;選取3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)，利用其-NH2可與預聚體-NCO的反應將APTES引入到WPU分子鏈中，及乙氧基可水解縮合形成Si-O-Si交聯(lián)結構的特點，制得單組份水性聚氨酯分散液;再加入親水改性的聚異氰酸酯配制成有機硅改性雙

3、組份水性聚氨酯分散液。結果表明，有機硅氧烷的加入對雙組份水性聚氨酯的熱穩(wěn)定性、耐溶劑性、耐水性都起到促進作用;有機硅氧烷改性雙組份水性聚氨酯對三種溶劑侵蝕的抵抗力大小依次為:無水乙醇＞丙酮＞二氯甲烷;當APTES添加量為4％時，雙組份水性聚氨酯的吸水率約為5.97％，拉伸強度提高了大約11MPa，而斷裂伸長率降低了58％左右。
　　第二部分，選用十二烷基硫酸鈉(SDS)、十二烷基苯磺酸鈉(SDBS)兩種表面活性劑以物理吸附的方式對

4、多壁碳納米管(MWCNT)進行表面修飾，以便提高其在WPU中的相容性;再與WPU共混制備不同MWCNTs分散液添加量的MWCNT/水性聚氨酯納米復合材料。研究表明，當SDS/MWCNT添加量為8wt％、SDBS/MWCNT為4wt％時，MWCNT在水性聚氨酯分散液基體中具有最佳的分散效果;MWCNT的加入對水性聚氨酯的耐熱性、疏水性、耐水性及力學性能均產(chǎn)生了提高作用，水靜態(tài)接觸角最大提高了18°，吸水率可降低至10％，拉伸強度、斷裂伸長