pH和溫度雙重敏感兩親聚氨酯的合成與性能研究.pdf

1、兩親聚氨酯(PU)同時(shí)具有兩親聚合物材料和聚氨酯材料的優(yōu)良性能,是一類應(yīng)用前景十分廣泛的兩親性新材料,可用作防水透濕材料、高分子表面活性劑、醫(yī)用材料等。目前,國內(nèi)對其研究還不是很深入,因此開展兩親聚氨酯的應(yīng)用研究十分迫切。
　　文章共分三個(gè)部分。第一部分采用異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)、聚四氫呋喃醚-1000(PTMG)和丙烯酸羥乙酯(HEA)為原料,以二羥甲基丙酸(DMPA)為親水?dāng)U鏈劑,通過逐步聚合法制備出兩端為可聚合雙鍵的

2、離子型兩親PU大單體,并對其性能進(jìn)行了研究。研究表明聚合溫度控制在80℃~82℃,攪拌速率控制在150～250r/min,合成出的PU大單體性能較好;紅外光譜表征說明了合成的產(chǎn)物達(dá)到預(yù)期的目標(biāo);合成出的兩親聚氨酯大單體溶液的臨界膠束濃度為0.5g/L,遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于小分子膠束,可以作為乳化劑,有較好的乳化效果;同時(shí),為下章制備兩親聚氨酯網(wǎng)絡(luò)打下基礎(chǔ)。
　　第二部分以兩端為可聚合雙鍵的離子型兩親聚氨酯大單體為基礎(chǔ)原料,分別以水溶性引發(fā)劑過

3、硫酸鉀(KPS)和油溶性引發(fā)劑偶氮二異丁腈(AIBN)作引發(fā)劑,制備出兩種pH敏感兩親聚氨酯網(wǎng)絡(luò)(WPU系列和DPU系列),研究了不同固含量和不同親水/疏水鏈段比例對兩親聚氨酯丙烯酸酯網(wǎng)絡(luò)的pH敏感性的影響。通過溶脹率(SR)測定,WPU系列與DPU系列均具有pH敏感性;WPU系列的pH敏感性較DPU系列強(qiáng),這說明對于PU大單體,水的溶解性能比1,4二氧六環(huán)好;通過接觸角測試,發(fā)現(xiàn)WPU系列的接觸角均小于DPU系列的接觸角,并且對于同一

4、系列的WPU或DPU,其接觸角均隨著固含量的增加、DMPA含量的減少而減少;采用掃描電鏡觀察干凝膠截面形態(tài),說明合成出的兩親聚氨酯丙烯酸酯三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)較穩(wěn)定而均勻。
　　第三部分通過PU大單體與丙烯酰胺(AM)的共聚交聯(lián),制備出一種對pH和溫度雙重敏感的聚氨酯水凝膠,討論了水凝膠結(jié)構(gòu)及其pH和溫度雙重敏感性能。通過測定不同水凝膠溶脹比,發(fā)現(xiàn)隨著WPU含量的減少,AM組分的增加,水凝膠對溫度的敏感性變化逐漸增強(qiáng),隨著聚合溫度的降低,

5、聚氨酯水凝膠的吸水溶脹性能逐漸降低;在不同酸堿性的介質(zhì)中,隨著WPU含量的降低,SR先是逐步遞減,當(dāng)WPU/AM質(zhì)量比為1/1時(shí),SR達(dá)到最低值,繼續(xù)減少WPU的用量,SR卻呈現(xiàn)增加趨勢;通過測定水凝膠體積收縮率,表明丙烯酰胺的引入降低了水凝膠的強(qiáng)度;由紅外譜圖表明,丙烯酰胺接到了聚氨酯分子鏈上,反應(yīng)生成了預(yù)期的聚氨酯水凝膠;通過透射電鏡和掃描電鏡分析,PU大單體與AM混合相容性較好,WPU/AM水凝膠未出現(xiàn)相分離現(xiàn)象;通過DSC分析,