高度支化聚氨酯的合成與改性研究.pdf

1、高度支化聚合物以其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和性能，近年逐漸成為化學(xué)領(lǐng)域的熱點(diǎn)之一。傳統(tǒng)的高度支化聚合物由ABx(x≥2)單體通過自縮聚作用形成。這類聚合物缺乏分子間鏈纏繞，呈剛性，很難直接作為材料使用。通常利用高度支化聚合物的外部官能團(tuán)對其改性而賦予其力學(xué)性能，通常稱為接枝法。最近，另一種新的合成方法，A2+B3法，逐漸引起人們的重視，因?yàn)樵摲椒ㄌ峁┝艘环N利用商業(yè)原料制備高性能高度支化聚合物的簡單途徑。本文分別用上述兩種方法制備了具有優(yōu)良性能的水性和

2、溶劑型高度支化聚氨酯。
　　 隨著人們對環(huán)境保護(hù)的日益重視，以及有機(jī)溶劑價(jià)格的提高，水性聚氨酯取代溶劑型聚氨酯成為一種重要的發(fā)展方向。本文以甲苯-2，4-二異氰酸酯(TDI)、聚碳酸酯二醇(PCDL)、二羥甲基丙酸(DMPA)和聚醚胺(ATA)為原料，采用A2+B3法合成了具有高度支化結(jié)構(gòu)的水性聚氨酯(HBWPU)乳液。采用紅外光譜(FT-IR)對產(chǎn)物結(jié)構(gòu)表征。用光子相關(guān)光譜(PCS)研究了乳液的穩(wěn)定性能，NCO/OH=1.3，

3、DMPA=6wt％時(shí)可以得到穩(wěn)定的HBWPU乳液。采用旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)、差式掃描量熱儀(DSC)、熱失重分析儀TG、電子拉力機(jī)對產(chǎn)物的流變行為和各種性能進(jìn)行測試。相對于線性水性聚氨酯(LAPU)，HBWPU產(chǎn)物具有較低的粘度、良好的熱穩(wěn)定性、較高的Tg和拉伸強(qiáng)度。
　　 為了進(jìn)一步提高HBWPU的各種性能，用溶膠SiO2對其進(jìn)行改性制得二氧化硅/聚氨酯復(fù)合材料。用FT-IR，旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)，TG等對所得產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)，熱性能和機(jī)械性能進(jìn)行了研

4、究。結(jié)果表明，高度支化水性聚氨酯的粘度隨著SiO2的含量增大而逐漸增大。水性聚氨酯的耐熱性能和力學(xué)性能隨著SiO2的含量增大而逐漸升高，熱分解溫度高達(dá)200℃，拉伸強(qiáng)度最大可以達(dá)到11MPa。
　　 本文也用接枝法制備了溶劑型的高度支化聚氨酯。首先按照文獻(xiàn)制備了端基為羥基的高度支化聚氨酯-脲(HPU)和異氰酸根封端的線性低聚物(A2)。以二者為原料制備了異氰酸根封端的高度支化聚氨酯，并用適量的硅烷偶聯(lián)劑(KH550)與異氰酸根反