【硕士】聚氨酯乳液粘度和粒径对固含量的影响

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内容简介

　　【硕士】聚氨酯乳液粘度和粒径对固含量的影响　　授予学位：硕士　　学位授予单位：中国科学技术大学　　学位年度：2010　　 水性聚氨酯因为具有环境友好性，无毒无污染，且不易燃烧等优点，在同常生活和许多领域中都得到了广泛的应用。在水性聚氨酯的制备过程中，水替代有机溶剂作为分散剂，因而大大减少了挥发性物质的排放。但也J下是因为水的存在，给水性聚氨酯带来了两个问题。首先因为水在体系中的大量存在，相同固含量下水性聚氨酯比溶剂型聚氨酯成膜干燥时间长。第二，为了得到水性聚氨酯乳液，必须引入亲水基团。但是亲水基团的引入，使其所形成的膜具有较高的表面自由能，在提高亲水性的同时却降低了膜的耐水性和耐油性能。　　提高水性聚氨酯的固含量以减少体系的含水量是增加乳液成膜干燥速度的最直接有效的方法之一。本文以异氟尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚四氢呋喃醚二醇(PTMG)、聚己内酯二醇(PCLD)、2，2一二羟甲基丙酸(DMPA)以及l，4一丁二醇(BDO)等为主要原料，经自乳化法分别合成出IPDI型阴离子水性聚氨酯PTMG．PU、PCLD．PU。Fourier变换红外光谱测试证实了二者结构上面的差别。通过系统研究合成制备工艺过程中多种因素对乳液粘度及胶粒粒径的影响，发现当控制合成过程中中和度为90．100％、[NCO]／[OH]比为1．13．1．20、DMPA含量为2．5．9．O％以及乳化时叶片转速为1500．2000 r／min、加水速度为100．200 ml／min(体系总体积200m1)时，可制得乳液粘度和胶粒粒径适中并且固含量可达40％以上非常稳定的IPDI型聚氨酯乳液。　　 含氟聚氨酯材料作为一类新型的高分子功能材料，由于含氟基团的引入，可以使聚合物同时具有低表面能，优异的化学稳定性和耐水耐油性，很好的弥补了原有聚氨酯材料在这些方面的不足。为了提高IPDI型水性聚氨酯乳胶膜的表面性能，本文又以二乙醇胺与丙烯酸十二氟庚酯为原料合成出一种新的含氟二元醇3一(N，N一二羟乙基)丙酸十二氟庚酯(DEFA)。以IPDI、PTMG、DMPA以及BDO等为主要原料，并将DEFA作为扩链剂，经自乳化法合成制备出了含氟长支链聚氨酯IPDI．DEFA．PU-孚L液。1H NMR$[IFourier变换红外光谱测试分析分别证实了DEFA和IPDI．DEFA．PU的结构。实验发现随着氟的含量从0增加到15．1％，由于氟的影响，IPDI．DEFA．PU乳胶粒子粒径从102 nm增加到260 nlil，且氟化乳胶膜表面张力下降的非常明显，由42．9 mN／m下降到16．5 mN／m，此外膜与水的接触角由7lo上升到1040，而在水和环己烷中的溶胀度则分别由15．8％减小到1．1％和由28．8％减d,N3．4％，氟化乳胶膜的耐水性、耐有机溶剂性也都得到了提高，且伴随着拉伸强度由9 MPa增加到15 MPa，断裂伸长率则从520％降低到了280％。同时本文还比较了普通聚氨酯与合成的含氟长支链聚氨酯的热稳定性，发现本文合成的IPDI．DEFA．PU的热稳定性要高于普通型聚氨酯。　　

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