聚二甲基硅氧烷接枝改性水性聚氨酯的制備及其乳膠膜形貌的探究.pdf

1、隨著各國(guó)法律法規(guī)的完善和人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，傳統(tǒng)溶劑型聚氨酯逐漸退出市場(chǎng)，取而代之的是一種綠色環(huán)保材料——水性聚氨酯。但是水性聚氨酯在合成過(guò)程中引入了親水?dāng)U鏈劑或親水鏈段，因而導(dǎo)致其耐水性較差。聚二甲基硅氧烷(PDMS)由于具有低表面能、疏水性好、耐候性好等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于改性水性聚氨酯，以期賦予水性聚氨酯乳膠膜較好的耐水性、耐候性和爽滑感。這主要是因?yàn)榈捅砻婺艿木鄱谆柩跬樵谒跃郯滨シ稚Ⅲw成膜過(guò)程中會(huì)自動(dòng)向乳膠膜表面遷移富集。

2、r>　　目前，聚二甲基硅氧烷改性水性聚氨酯主要是通過(guò)嵌段改性的方法將端羥基聚二甲基硅氧烷引入到水性聚氨酯主鏈中，但這會(huì)導(dǎo)致聚二甲基硅氧烷分子鏈兩端均與聚氨酯主鏈連接，極大地限制了其分子活動(dòng)自由度，導(dǎo)致聚二甲基硅氧烷不能充分地向乳膠膜表面遷移富集，因而達(dá)不到滿意的改性效果。接枝改性作為一種替代的方法可以很好地解決這個(gè)問(wèn)題，其主要是通過(guò)在合成中將單端雙羥基聚二甲基硅氧烷作為側(cè)鏈引入到水性聚氨酯主鏈上實(shí)現(xiàn)的。由于聚二甲基硅氧烷僅有一端連接在聚

3、氨酯鏈上，則其仍具有較大的分子活動(dòng)自由度，因而在成膜時(shí)可以較為容易地向乳膠膜表面遷移富集，使得改性效果更佳。眾所周知，物質(zhì)的結(jié)構(gòu)決定其性能，而性能又是其結(jié)構(gòu)的反映。目前人們更多關(guān)注的是聚二甲基硅氧烷對(duì)水性聚氨酯的改性效果，對(duì)其乳膠膜的形貌和結(jié)構(gòu)研究卻很少。
　　本文采用自制的單端雙羥基聚二甲基硅氧烷以接枝改性的方法合成了聚二甲基硅氧烷改性水性聚氨酯分散體，利用傅里葉紅外光譜儀、納米粒度激光粒度儀、電子萬(wàn)能拉伸試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行了分析測(cè)試表

4、征，并著重對(duì)其乳膠膜的形貌和結(jié)構(gòu)進(jìn)行了探究。主要研究?jī)?nèi)容有:
　　(1)聚二甲基硅氧烷接枝改性水性聚氨酯分散體的合成與表征
　　以單端雙羥基聚二甲基硅氧烷、異佛爾酮二異氰酸酯IPDI、聚四氫呋喃醚二元醇PTMG、二羥甲基丙酸DMPA、一縮二乙二醇DEG、乙二胺EDA為主要原料通過(guò)預(yù)聚體法合成有機(jī)硅接枝改性水性聚氨酯分散體，并采用端羥基聚二甲基硅氧烷合成了有機(jī)硅嵌段改性水性聚氨酯分散體，比較了接枝改性和嵌段改性對(duì)水性聚氨酯性能

5、的影響。結(jié)果表明:聚二甲基硅氧烷接枝改性較嵌段改性對(duì)水性聚氨酯的性能提升更明顯，其中力學(xué)性能和耐水性增幅均較大，且在接枝改性中聚二甲基硅氧烷向乳膠膜表面遷移富集效果更明顯。
　　(2)聚二甲基硅氧烷接枝改性水性聚氨酯乳膠膜形貌和結(jié)構(gòu)的探究
　　以甲苯二異氰酸酯TDI和1，4-丁二醇BDO替換IPDI和DEG，合成了有機(jī)硅接枝改性水性聚氨酯分散體，將其稀釋并自然晾干成膜，制得約40μm厚的乳膠膜，并對(duì)其截面部分進(jìn)行冷凍超薄切片