【硕士】聚氨酯_明胶共聚物的制备及其成膜性能研究

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内容简介

　　【硕士】聚氨酯_明胶共聚物的制备及其成膜性能研究　　授予学位：硕士　　学位授予单位：陕西科技大学　　学位年度：2012　　 明胶作为蛋白材料之一其来源广泛，价格低廉。但明胶在工业加工中提取时经受过复杂的物理及化学处理，结果导致三股螺旋结构被破坏、多肽键被水解，最终得到的产物一明胶分子量小，分子量分布宽，制成膜后薄膜较脆，薄膜耐水性弱，拉伸延伸性小，因此需要对其进行改性以提高其各种性能。本实验用TDI、PCDL、DMPA、BDO合成了聚氨酯预聚体，并在其末端引入了水杨醛，然后利用醛基和明胶链段上氨基的反应来制备聚氨酯／明胶共聚物，得到了一系列聚氨酯／明胶共聚物。　　实验在合成水性聚氨酯预聚体时采用了．NCO过量法。探讨了反应温度，反应时间，DMPA用量，扩链前的异氰酸根指数，不同扩链剂，不同硬段含量对合成的聚氨酯乳液及乳胶膜性能的影响。并且考察了中和程度和加水量对乳化时的相转变的影响。利用FTIR和GPC对制备的预聚物进行了表征，FTIR分析结果表明：水杨醛被成功的引入到了聚氨酯预聚体链段上，GPC分析结果表明实验制得的水性聚氨酯预聚体的数均分子量为8982。实验还探讨了共聚时体系的pH值及浓度对共聚反应的影响，发现当pH值在5～8之间，聚氨酯乳液及明胶浓度在20％以下时合成的共聚物乳液的平均电位为．27．7 mV，平均粒径为504 nnl，乳液分散性及稳定性较好。在WPU的用量为50％时，共聚物乳胶膜的断裂强度较大，断裂伸长率为550％。且在WPU的用量为50％时，共聚物乳胶膜的接触角为73．6 O，吸水率为70％，甲苯吸收率为26％。由FTIR分析可知共聚时明胶链段中的氨基参与了与醛基的反应；GPC分析得出合成的共聚物的数均分子量为19164，共聚后分子量增大，可见聚氨酯链段已被成功地引入到了明胶链段上。对共聚物的热分析表明经共聚改性后共聚物的热稳定性较明胶相比有很大的提高，改性后共聚物的玻璃化温度为66℃。XRD分析表明随着聚氨酯用量的增加，共聚物的结晶度减小，在聚氨酯含量为50％时共聚物的结晶度降低为为2％。实验还对乳胶膜进行了AFM表征，结果表明共聚后共聚物的AFM相位图与聚氨酯的AFM相位图相比有较大的变化，而且由共聚物制得的乳胶膜表面较为粗糙。　　 将实验制备的水性聚氨酯及聚氨酯／明胶共聚物用于绵羊皮服装革的顶涂，涂饰后的测试结果表明：聚氨酯的加入明显提高了涂层的耐水性，改善了涂层的耐干擦湿擦性，同时保留了蛋白类涂饰剂良好的透水汽性能。　　　　　　

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