【硕士】含硅聚氨酯改性聚丙烯酸酯的研究

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内容简介

　　【硕士】含硅聚氨酯改性聚丙烯酸酯的研究　　授予学位：硕士　　学位授予单位：合肥工业大学　　学位年度：2011　　 本研究合成了阴离子型和非离子型水性含硅聚氨酯乳液，同时合成了酯溶性含硅聚氨酯改性聚丙烯酸酯，并对产物的结构与性能进行表征和测试。以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二羟甲基丙酸(DMPA)、l，4．丁二醇(1，4一BDO)和端羟基硅油(PDMS．OH)为主要原料，分别采用聚醚二元醇N220和N210，合成了两种阴离子型含硅聚氨酯IWPU—N220和IWPU．N210乳液。分别考察了WN220(PDMS．OH占N220与PDMS。OH的质量比)和WN210(PDMS．OH占N210与PDMS—OH的质量比)对IWPU—N220和IWPU．N210结构及性能的影响。研究结果表明，两种IWPU树脂中，PDMS—OH链段与氨基甲酸酯形成了嵌段共聚结构。IWPU．N220和IWPU—N21 0树脂的吸水率均随着WN220与WN2lo的增加而降低，而它们的乳液粘度先降低后增加。IWPU—N220乳液的粒径随着WN220的增大呈先减小后增加的趋势，乳胶粒粒径呈单峰分布，且分布变窄；而IWPU．N210乳液的粒径随着WN2Io的增大呈先增加后减小再增加的趋势，乳胶粒粒径分布由双峰变为单峰，且分布变窄。IWPU．N220和IWPU．N210树脂的Tg在WN220和WN210均小于50％时基本保持不变，而当WN220和WN2lo均大于50％时，它们的Tg明显增加。两种IWPU树脂的热分解过程均呈现为三段，且每段的最大分解速率温度随着WN220和WN2lo的增加变化程度不同。WN220的增加对IWPU．N220树脂的起始分解温度影响较小，而WN2io的增加对IWPU．N210树脂的起始分解温度影响较大。　　 采用聚乙二醇(PEGl 000)为亲水扩链剂，以甲苯二异氰酸酯(TDI)、端羟基硅油(QLS．203)、聚醚二元醇(N210)为主要原料制备了非离子型含硅聚氨酯(NWPU)乳液。研究了QLS．203用量对乳液稳定性以及NWPU树脂结构与性能的影响。结果表明，QLS一203已引入到NWPU链段结构中。随着QLS一203用量的增加，NWPU乳液稳定性变差，其粘度增加，同时粒径先增大后减小。　　 NWPU结构中引入QLS．203结构能够提高NWPU树脂的耐热性，且当QLS一203用量为单体总量的15wt％时，NWPU乳液稳定性及其树脂耐热性最好。随着QLS一203的用量增加，NWPU树脂中硬段及PEG链段结晶速率加快，且Tg提高。NWPU树脂的结晶与熔融温度也受到QLS．203用量的影响。　　 以分子量不同的PDMS．OH(分子量：1000、2000、4000)、IPDI、丙烯酸羟乙酯(HEA)为主要原料，合成出三种酯溶性含硅聚氨酯(SPUlooo；SPU2000,SPU4000)。研究表明，随着PDMS．OH分子量的增加，三种SPU树脂的分子量和Tg均降低，其溶液粘度先降低后增加。SPUlooo热分解过程分为两段，而SPU2000和SPU4000热分解过程分为三段，但三种SPU树脂的起始分解温度随着PDMS．oH分子量的增加而增大。　　 采用合成的SPU与丙烯酸酯单体共聚，制得SPUlooo、SPU2000和SPU4000三种改性的聚丙烯酸酯(SPU．A)，并对其结构与性能进行研究。结果表明，SPUlooo、SPU2000、SPU4000均已经共聚到聚丙烯酸酯分子链上，且三种SPU—A溶液的粘度随着SPU用量的增加而增加。SPU用量的增加对三种SPU—A树脂的起始分解温度有不同程度的影响，而对三种SPU．A树脂的最大分解速率温度影响均较小。SPUlooo．A的Tg随着SPUlooo用量的增加先降后升；SPU2000．A的Tg随着SPU2000用量的增加先升后降；SPU4000．A的Tg随着SPU4000用量的增加变化无明显规律。因聚丙烯酸酯中引入SPU结构，三种SPU．A漆膜的耐溶剂性和绝缘性均有较大提高，综合性能优良。　　

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