水性聚氨酯的合成和改性研究.pdf

1、水性聚氨酯（WPU）是一種新型的以水為溶劑的聚氨酯體系，該乳液由于其優(yōu)良性能和無污染被廣泛應(yīng)用。本課題旨在制備聚苯乙烯(PS)改性的水性聚氨酯乳液，并在此基礎(chǔ)上做出性能優(yōu)異的水性聚氨酯共混體系，還利用核－殼乳液聚合新技術(shù)制備出水性聚氨酯－聚苯乙烯互穿網(wǎng)絡(luò)聚合物（IPN）乳液，這種合成工藝是聚氨酯改性的一個(gè)新的發(fā)展方向。 本論文研究了單組分水性聚氨酯乳液的制備過程及工藝控制，研究結(jié)果表明異氰酸酯指數(shù)（R）和親水基團(tuán)的含量（－COO

2、H％）對(duì)水性聚氨酯的乳液及膠膜性能有較大影響。異氰酸酯指數(shù)的增加提高了膜的拉伸強(qiáng)度和硬度，斷裂伸長率下降；而親水性基團(tuán)的增加改善了預(yù)聚體的親水性，乳液粒徑變小，乳液穩(wěn)定性提高，同時(shí)膜的強(qiáng)度增加，但耐水性下降。綜合水性聚氨酯乳液和膠膜的性能，確定合成水性聚氨酯的最優(yōu)配比，R＝3.0，親水基團(tuán)的含量（－COOH％）＝1.3％。同時(shí)研究了催化劑辛酸亞錫的加入對(duì)水性聚氨酯性能的影響，結(jié)果表明加入催化劑不單大大提高了反應(yīng)效率，而且大大提高了水性聚

3、氨酯膠膜的機(jī)械性能。 采用核－殼乳液聚合新技術(shù)，利用疏水性的苯乙烯對(duì)自配的水性聚氨酯進(jìn)行改性研究，得到了具有核－殼結(jié)構(gòu)的水性聚氨酯乳液，利用原子力顯微鏡（AFM）和動(dòng)態(tài)機(jī)械分析（DMA）等工具研究了聚氨酯和聚苯乙烯的相容性問題。同時(shí)利用交聯(lián)劑二乙烯基苯對(duì)苯乙烯進(jìn)行交聯(lián)改性，線性聚氨酯鏈段貫穿于聚苯乙烯網(wǎng)絡(luò)中形成PU-PS半互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)，兩者相容性增加，并大大改善了膜的性能。其中對(duì)耐水性能影響顯著，吸水率從單組分時(shí)的10.6％到