【硕士】有机硅改性无溶剂阳离子型聚氨酯

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内容简介

　　【硕士】有机硅改性无溶剂阳离子型聚氨酯　　授予学位：硕士　　学位授予单位：陕西科技大学　　学位年度：2012　　 众所周知，用水性聚氨酯(PU)做成的涂膜具有比较好的力学性能、耐磨性、耐化学品性还有柔韧性也比较好等特点，尽管如此，同时其涂层耐水性差、强度低、价格昂贵。不同于水性聚氨酯，用丙烯酸树脂(PA)做成的涂膜耐水、耐溶剂性好、硬度也可调，同时价格便宜。由此我们可以看出，PU和PA在性能上可以进行互补，合成的聚氨酯一聚丙烯酸酯(PUA)复合乳液可以克服各自的缺点，改善乳液和涂膜的性能。但还没有达到特别好的效果。如果用有机硅进行改性，在进一步改善其耐候性、耐水性、耐酸碱性的同时因为有机硅富集在涂膜表面，使其还具有良好的机械性能。　　 首先合成聚氨酯预聚体，再对其进行交联改性，这样不仅可以增大分子量还可以使分子网络结构更加密集，达到增强其表面施胶度和力学性能的目的。　　 本实验采用异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚四氢呋喃醚二醇(PTMGl000)、N-甲基--7_,醇胺(MDEA)和三羟甲基丙烷(TMP)、丫一氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)作为主要原料在用丙烯酸丁酯(BA)和苯乙烯(St)单体作为反应介质的体系中首先进行的是逐步聚合反应，形成了用封端的阳离子预聚体。然后再在预聚体中加丙烯酸羟乙酯，这时进行自由基共聚，最后就形成了乳液共聚物。　　 在成功合成了所需的乳液后，还研究了n(-NCO)／n(．OH)，MDEA和HEA以及有机硅它们各自的用量对乳液性能和涂膜性能的影响。运用了几种现代仪器分析表征了其结构、形态、热稳定性等。此外，还对有机硅改性无溶剂阳离子型聚氨酯／丙烯酸酯复合乳液在纸张表面的施胶效果进行了简单的的讨论。纸张表面在进行施胶前后分别用扫描电镜(SEM)进行了表征。　　研究结果表明：　　 (1)在合成机硅改性无溶剂阳离子型聚氨酯／丙烯酸酯(PUA)复合乳液时，研究了其合成的最佳条件，如下： n(-NCO)：n(．Om=1．07，m(St)：m(BA)=1：2，w(MDEA)=5．50％，w(TMP)=0．55％，w(KH550)=0．69％。用乳液共聚法，采用硅烷偶联剂KH550对其进行改性，制备出了有预期结构的无溶剂阳离子型聚氨酯。　　 (2)红外光谱fiT-m)分析表明了合成的有机硅改性无溶剂阳离子型聚氨酯／丙烯酸酯乳液中预期的化学结构已经连接上。透射电镜分析(TEM)表明了乳胶粒分布较为均一、颗粒呈球形，且颗粒的表面光滑；热重分析(TG’)表明了加入有机硅单体以后，提高了乳胶膜的耐热稳定性；X射线衍射分析(XRD)表明了加入有机硅单体以后，降低了乳胶膜的结晶度。　　 (3)还有，加入有机硅，不仅增加了胶膜的柔韧性，还提高了乳液涂膜的力学性能和耐水性。随着有机硅用量的增加，接触角从78．890提高到113．590，断裂伸长率也从590．536％提高到了907．680％。　　 最后，应用7-"(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷(KH570)改性无溶剂阳离子型聚氨酯／丙烯酸酯复合乳液做了简单的合成和应用探讨。　　　　　　

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