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文檔簡介
1、隨著人們環(huán)保意識的日益加強(qiáng),聚氨酯的水性化成了必然趨勢。水性聚氨酯既具有溶劑型聚氨酯的優(yōu)異性能,同時其以水為溶劑,無毒、不燃、節(jié)能、施工方便,近十幾年來關(guān)于水性聚氨酯的研究工作日趨活潑。但是水性聚氨酯分子要在水中分散就必須在其分子上引入親水基團(tuán),并且聚氨酯分子本身含有大量極性基團(tuán),其水乳液的表面張力居高不下,在一些非極性表面不能很好的鋪展?jié)櫇?,涂膜能力較差。為了彌補(bǔ)這一缺陷,往往在水性聚氨酯分子上引入疏水基團(tuán),提高其疏水性。目前國內(nèi)外關(guān)
2、于這方面的研究主要集中在有機(jī)硅、有機(jī)氟改性上面,并取得了有效的成果。按照表面活性劑的原理,若在水性聚氨酯分子上引入一定長度的脂肪烴可以起到類似的效果。本文使用不同原料來改性水性聚氨酯,旨在在水性聚氨酯分子上引入疏水的脂肪側(cè)鏈,以提高其疏水性。
(1)不同脂肪側(cè)鏈含量對水性聚氨酯性能的影響
本章用含有12碳脂肪鏈的月桂酸單甘油酯(GML)、異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)和聚醚220等合成水性聚氨酯,通過改變GM
3、L的加入量調(diào)整配方。使用傅里葉紅外(FT-IR)、靜滴接觸角/界面張力測量儀、全自動表面張力儀、熒光分光光度計分別對合成產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)、樣品膠膜水接觸角和表面能、樣品乳液表面張力以及臨界膠束濃度(CMC)進(jìn)行了表征和測試研究,觀察樣品乳液在非極性基材雙向拉伸聚丙烯膜(BOPP)上的潤濕情況,并對樣品膠膜的機(jī)械性能及吸水率進(jìn)行了研究。
研究結(jié)果表明:GML在水性聚氨酯分子上引入了脂肪側(cè)鏈,長脂肪側(cè)鏈向膠膜表面遷移,并且隨著脂肪鏈
4、含量的增加遷移量增大,當(dāng)GML加入量達(dá)到4wt%時遷移量基本達(dá)到飽和;隨著脂肪鏈含量增大,膠膜表面能降低、水接觸角增大、吸水率降低,表面能和接觸角均在GML加入量為4wt%時達(dá)到最值;改性乳液的表面活性增強(qiáng),隨著GML加入量的增加,乳液表面張力降低,臨界膠束濃度減小,4wt%時達(dá)最值;乳液在BOPP膜上的潤濕性得到改善,兩者表面張力越接近,潤濕效果越好;GML還可以提高膠膜的斷裂伸長率,但膠膜拉伸強(qiáng)度降低。
(2)不同脂肪
5、側(cè)鏈長度對水性聚氨酯性能的影響
本章用含有不同長度脂肪側(cè)鏈的單甘油酯、異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)和聚醚220等合成一系列改性水性聚氨酯。使用傅里葉紅外(FT-IR)對合成產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征,靜滴接觸角/界面張力測量儀對樣品膠膜水接觸角、表面能進(jìn)行了測試,全自動表面張力儀以及熒光分光光度計分別研究了不同長度脂肪側(cè)鏈對樣品乳液表面張力以及臨界膠束濃度(CMC)的影響,并對樣品膠膜的機(jī)械性能及吸水率進(jìn)行了研究。
6、 研究結(jié)果表明:單甘油酯在水性聚氨酯分子上引入了脂肪側(cè)鏈,長脂肪側(cè)鏈向膠膜表面遷移;隨著脂肪鏈長度的增大,樣品膠膜表面能降低、水接觸角增大、吸水率降低,表面能和接觸角均在脂肪鏈長度為12碳時達(dá)到最值;改性乳液表面活性增強(qiáng),且隨脂肪鏈長度增加,乳液表面張力減小、CMC減小,但是脂肪鏈相對較短則不易形成多分子膠束;隨著脂肪鏈長度增加,水性聚氨酯膠膜的斷裂伸長率增大,但拉伸強(qiáng)度下降。
(3)不飽和脂肪側(cè)鏈對水性聚氨酯性能的影響
7、
本章先用含有18碳油酸脂肪鏈的三羥甲基丙烷單油酸酯(TMPM)作為軟段和異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)、聚醚210等合成水性聚氨酯,通過改變TMPM加入量、-NCO和-OH比值(n(-NCO/-OH))、交聯(lián)度(n(-OHTMP/-OHPPG))合成一系列水性聚氨酯樹脂。使用透射電鏡(TEM)、動態(tài)激光光散射(DLLS)、傅里葉紅外(FT-IR)、全自動表面張力儀、熱重分析儀(TGA)分別研究了樣品乳液膠束形態(tài)及尺寸、結(jié)
8、構(gòu)、不同TMPM含量、-NCO/-OH比值和交聯(lián)度對乳液表面張力的影響和膠膜的熱穩(wěn)定性。同時將TMPM作為擴(kuò)鏈劑改性水性聚氨酯,改變TMPM加入量合成一系列水性聚氨酯,對TMPM加入量對兩種方法所得水性聚氨酯乳液表面張力的影響進(jìn)行了比較。
結(jié)果表明TMPM在水性聚氨酯分子上引入了脂肪側(cè)鏈,提高了乳液的表面活性,使其膠束更易形成;但改性水性聚氨酯的膠束粒徑有所增大,并且隨著TMPM加入量的增加不斷增大,當(dāng)TMPM加入量達(dá)到7
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