聚氨酯-明膠共聚物的制備及其成膜性能研究.pdf

1、明膠作為蛋白材料之一其來源廣泛,價格低廉。但明膠在工業(yè)加工中提取時經(jīng)受過復(fù)雜的物理及化學(xué)處理,結(jié)果導(dǎo)致三股螺旋結(jié)構(gòu)被破壞、多肽鍵被水解,最終得到的產(chǎn)物—明膠分子量小,分子量分布寬,制成膜后薄膜較脆,薄膜耐水性弱,拉伸延伸性小,因此需要對其進行改性以提高其各種性能。本實驗用TDI、PCDL、DMPA、BDO合成了聚氨酯預(yù)聚體,并在其末端引入了水楊醛,然后利用醛基和明膠鏈段上氨基的反應(yīng)來制備聚氨酯/明膠共聚物,得到了一系列聚氨酯/明膠共聚物

2、。
　　 實驗在合成水性聚氨酯預(yù)聚體時采用了-NCO過量法。探討了反應(yīng)溫度,反應(yīng)時間,DMPA用量,擴鏈前的異氰酸根指數(shù),不同擴鏈劑,不同硬段含量對合成的聚氨酯乳液及乳膠膜性能的影響。并且考察了中和程度和加水量對乳化時的相轉(zhuǎn)變的影響。利用FTIR和GPC對制備的預(yù)聚物進行了表征,FTIR分析結(jié)果表明:水楊醛被成功的引入到了聚氨酯預(yù)聚體鏈段上,GPC分析結(jié)果表明實驗制得的水性聚氨酯預(yù)聚體的數(shù)均分子量為8982。
　　 實驗

3、還探討了共聚時體系的pH值及濃度對共聚反應(yīng)的影響,發(fā)現(xiàn)當(dāng)pH值在5～8之間,聚氨酯乳液及明膠濃度在20%以下時合成的共聚物乳液的平均電位為-27.7mV,平均粒徑為504nm,乳液分散性及穩(wěn)定性較好。在WPU的用量為50%時,共聚物乳膠膜的斷裂強度較大,斷裂伸長率為550%。且在WPU的用量為50%時,共聚物乳膠膜的接觸角為73.6°,吸水率為70%,甲苯吸收率為26%。由FTIR分析可知共聚時明膠鏈段中的氨基參與了與醛基的反應(yīng);GPC

4、分析得出合成的共聚物的數(shù)均分子量為19164,共聚后分子量增大,可見聚氨酯鏈段已被成功地引入到了明膠鏈段上。對共聚物的熱分析表明經(jīng)共聚改性后共聚物的熱穩(wěn)定性較明膠相比有很大的提高,改性后共聚物的玻璃化溫度為66℃。XRD分析表明隨著聚氨酯用量的增加,共聚物的結(jié)晶度減小,在聚氨酯含量為50%時共聚物的結(jié)晶度降低為為2%。實驗還對乳膠膜進行了AFM表征,結(jié)果表明共聚后共聚物的AFM相位圖與聚氨酯的AFM相位圖相比有較大的變化,而且由共聚物制