甲基丙烯酸甲酯改性水性聚氨酯的研究.pdf

1、隨著環(huán)保意識的增強(qiáng)，綠色安全的水性聚氨酯(WPU)受到越來越多的關(guān)注。但是由于WPU分子鏈中含有親水的離子基團(tuán)，導(dǎo)致其力學(xué)性能、耐水及其它有機(jī)溶劑的能力較傳統(tǒng)聚氨酯材料差，丙烯酸酯可以很好地彌補(bǔ)這些缺點(diǎn)，因此常通過將兩者復(fù)合，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢互補(bǔ)，得到性能較優(yōu)的改性水性聚氨酯材料。本文以甲基丙烯酸甲酯(MMA)對水性聚氨酯進(jìn)行改性，合成了多元醇結(jié)構(gòu)不同的甲基丙烯酸甲酯改性水性聚氨酯(WPUA)，研究了多元醇結(jié)構(gòu)對復(fù)合乳液乳膠粒形態(tài)、膠膜結(jié)構(gòu)及性

2、能的影響;然后通過改變?nèi)橐壕酆线^程中MMA的投料量，制備了聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)含量不同的WPUA復(fù)合乳液，深入研究了PMMA對WPU相結(jié)構(gòu)的影響及力學(xué)性能的調(diào)控作用。
　　本研究首先采用聚碳酸酯二元醇(PCDL)/聚己二酸丁二醇酯二元醇(PBA)/聚氧化乙烯二元醇(PPG)分別與IPDI反應(yīng)，制備了一系列水性聚氨酯乳液，然后通過核殼乳液聚合將MMA引入聚氨酯乳膠粒中，得到甲基丙烯酸甲酯改性水性聚氨酯復(fù)合乳液，乳液經(jīng)干燥成膜

3、后得到不同的樣膜。應(yīng)用透射電鏡(TEM)、Zeta納米粒度儀及旋轉(zhuǎn)黏度計(jì)對WPUA乳膠粒形貌、粒徑和乳液黏度進(jìn)行了測試與表征，通過ATR-FTIR、吸水率測試、浸泡測試、萬能材料試驗(yàn)機(jī)、紫外-可見光譜儀和熱重分析對WPUA膜的結(jié)構(gòu)、耐介質(zhì)性、力學(xué)性能、物理老化行為及耐熱性進(jìn)行了研究。結(jié)果表明多元醇的組成結(jié)構(gòu)會影響WPUA乳膠粒的形態(tài)，進(jìn)而影響形成的WPUA膜的性能。WPUA-PCDL乳膠粒的核殼結(jié)構(gòu)明顯，其膜的耐酸性、耐老化性和力學(xué)性能

4、較好。此外，同樣借助核殼乳液聚合法，合成了一系列WPU/PMMA質(zhì)量分?jǐn)?shù)不同的PCDL基WPUA復(fù)合乳液。研究得出，由于PMMA組分的引入破壞了硬段間的氫鍵作用，PMMA含量的不同對聚氨酯的相結(jié)構(gòu)有不同程度的影響。采用TEM研究了分散粒子的形態(tài)，借助調(diào)制DSC(MDSC)、原子力顯微鏡(AFM)、小角X射線散射(SAXS)、動態(tài)力學(xué)分析(DMA)及流變技術(shù)研究了膠膜的微相分離結(jié)構(gòu)。力學(xué)性能測試結(jié)果表明，隨著PMMA含量的提高，膜的拉伸強(qiáng)