ABA型兩親性聚氨酯的合成及其水分散體系流變性能的研究.pdf

1、合成新型兩親性聚合物，研究兩親性聚合物的自組裝行為，開拓兩親性聚合物的應用范圍，是近年來國內(nèi)外高分子科學工作者普遍關注的研究課題。ABA型兩親性聚氨酯是分子鏈兩端為疏水鏈段(A)、中間為親水鏈段(B)的含氨基甲酸酯基團的兩親性聚合物，在締合型增稠劑、防水透濕材料、醫(yī)用敷料、高分子表面活性劑等領域具有廣闊的應用前景，尤其是作為乳膠涂料的增稠劑，可明顯改善涂料的施工性能和成膜性能。本論文在研究影響ABA型兩親性聚氨酯疏水鏈段封端率的主要因素

2、的基礎上，優(yōu)化反應條件，嘗試提高兩親性聚氨酯的封端率。另外通過研究兩親性聚氨酯結構與其在水介質(zhì)中自組裝形成膠束的行為和水分散液流變性能之間的關系，進一步探討兩親性聚氨酯產(chǎn)生增稠作用的機理。研究結果對于了解兩親性聚氨酯結構與性能的關系，提高現(xiàn)有締合型聚氨酯增稠劑的性能有明顯的理論指導作用和實際意義。論文的具體研究工作及取得的研究結果主要分為以下三個方面：
　　 (1)以異佛爾酮二異氰酸酯、分子量為6000的PEG和十六醇為反應原料

3、，二月桂酸二丁基錫為催化劑，采用兩步溶液聚合法在甲苯溶劑中合成出一系列分子量在10000～60000范圍內(nèi)的ABA型兩親性聚氨酯。用傅立葉變換紅外光譜和核磁共振波譜對它們的結構進行了表征，選擇合適的1H NMR譜峰相對積分面積，建立一系列方程分析了ABA型兩親性聚氨酯中疏水鏈段的封端率及其數(shù)均分子量。在30℃溫度的四氫呋喃溶劑中測試不同分子量的ABA型兩親性聚氨酯的特性粘數(shù)，求得它的Mark-Houwink常數(shù)K=5.3×10-2dL/

4、g，a=0.20。得到封端反應的適宜條件為：反應溫度110℃，反應時間4h，補加催化劑的質(zhì)量分數(shù)為0.3％。
　　 (2)采用熒光光譜法和紫外-可見吸收光譜法測試ABA型兩親性聚氨酯的臨界膠束濃度(CMC)，發(fā)現(xiàn)它在濃度非常低的水溶液中(1×10-4～5×10-3g/mL)可自組裝形成膠束。兩種方法測得的CMC值非常接近，其大小隨著ABA型兩親性聚氨酯分子鏈中疏水鏈段含量的增加而減小。
　　 (3)所有ABA型兩親性聚氨

5、酯水分散液在濃度較低時表現(xiàn)為牛頓流體。當分散液濃度超過臨界締合濃度(CAC)時，低剪切速率下水分散液表現(xiàn)為牛頓流體，高剪切速率下出現(xiàn)剪切變稀現(xiàn)象。疏水鏈段含量較高的ABA型兩親性聚氨酯水分散液在中等剪切速率下還出現(xiàn)了剪切增稠行為。所有ABA型兩親性聚氨酯水分散液的儲能模量G’和和損耗模量G”均隨著振蕩頻率ω的增加而逐漸增大，G’增大的速度要明顯快于G”。疏水鏈段含量較高的ABA型兩親性聚氨酯水分散液的粘彈性更多地呈現(xiàn)固體的彈性性質(zhì)，而疏