【碩士】環(huán)氧樹脂開環(huán)復(fù)合改性水性聚氨酯及研究

內(nèi)容簡(jiǎn)介

　　【碩士】環(huán)氧樹脂開環(huán)復(fù)合改性水性聚氨酯及研究　　授予學(xué)位：碩士　　學(xué)位授予單位：安徽大學(xué)　　學(xué)位年度：2010　　環(huán)氧樹脂改性水性聚氨酯后預(yù)聚體分子鏈中還存在部分環(huán)氧環(huán)基團(tuán)，而環(huán)氧環(huán)的活性比較高，很容易被一些活性起始劑開環(huán)，如胺類化合物。在水性聚氨酯后擴(kuò)鏈過程中，往往需要用三乙胺來(lái)中和和乙二胺做擴(kuò)鏈劑，而這類物質(zhì)都會(huì)存在或多或少的與環(huán)氧基團(tuán)反應(yīng)，消耗了配方設(shè)計(jì)中的數(shù)值。另外一些特殊單官能團(tuán)化合物利用環(huán)氧樹脂中的環(huán)氧環(huán)接到環(huán)氧樹脂分子鏈上，再通過環(huán)氧樹脂的多羥基接到水性聚氨酯分子鏈上，形成另一種“雙改性”水性聚氨酯。本論文選擇了酸類化合物、硅類化合物及胺類化合物分別作為環(huán)氧樹脂開環(huán)的起始劑，然后引入聚氨酯分子鏈上，制備“雙改性”水性聚氨酯材料?！　? 1. 乳酸/環(huán)氧樹脂開環(huán)雙改性水性聚氨酯的制備與表征　　本章節(jié)選擇低分子量乳酸作為環(huán)氧樹脂的起始劑參與開環(huán)反應(yīng)，通過紅外譜圖和核磁譜圖（氫譜）表征開環(huán)反應(yīng)程度；何種酸類物質(zhì)能夠參與開環(huán)反應(yīng)和環(huán)氧入方式能制得穩(wěn)定的水性聚氨酯乳液進(jìn)行了比較；并對(duì)材料進(jìn)行了拉伸、吸水率及MCC方面的測(cè)試，與未改性前進(jìn)行比較，同時(shí)還討論了LEpoxy加入量對(duì)水性聚氨酯材料性能的影響，結(jié)果表明：　?。?）通過紅外譜圖和核磁（氫譜）譜圖表明，在110℃-120℃下反應(yīng)8h后，乳酸參與了開環(huán)反應(yīng)，且過量的乳酸能夠完全打開環(huán)氧環(huán)；而分子鏈長(zhǎng)的弱酸類硬脂酸很難合成穩(wěn)定的乳液?！　。?）從拉伸、吸水率曲線圖表明, LEpoxy對(duì)水性聚氨酯膠膜具有補(bǔ)強(qiáng)的作用，且隨著加入量的增大，強(qiáng)度變大；聚氨酯分子鏈引入交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，提高了膠膜的耐水性?！　。?）MCC曲線可以看出，改性后的水性聚氨酯材料的熱解行為發(fā)生了較大的改變，其耐熱氧化降解有所提高。　　 2. KH550/環(huán)氧樹脂開環(huán)雙改性水性聚氨酯的制備與表征　　本章節(jié)選擇含硅類化合物KH550作為環(huán)氧樹脂的起始劑參與開環(huán)反應(yīng)，然后引入聚氨酯主鏈上，得到雙改性的水性聚氨酯材料。研究了KH550參與開環(huán)反應(yīng)所需的條件，并對(duì)改性的水性聚氨酯材料進(jìn)行了拉伸、吸水率、接觸角、動(dòng)態(tài)紅外、DSC、TG、MCC等面的測(cè)試，與材料改性前進(jìn)行比較，同時(shí)還討論了不同摩爾開環(huán)比和KEpoxy加入量對(duì)水性聚氨酯材料性能的影響。結(jié)果表明：　　（1）KH550 參與開環(huán)反應(yīng)條件比較簡(jiǎn)單，KH550 結(jié)構(gòu)中伯胺活性較高，在20-25℃就能參與開環(huán)反應(yīng)　?。?）乳液穩(wěn)定性測(cè)試表明：環(huán)氧樹脂引入聚氨酯結(jié)構(gòu)后，膠體的粒徑增大，穩(wěn)定性下降，需提高親水物質(zhì)DMPA 的加入量；　?。?）拉伸實(shí)驗(yàn)測(cè)試：在加入為6%合成最穩(wěn)定的乳液前提下，隨著開環(huán)比的增大，膠膜的拉伸強(qiáng)度逐漸變小，斷裂伸長(zhǎng)率變化較??；相同開環(huán)比0.8:1 前提下，隨著KEpoxy 加入量增大，拉伸強(qiáng)度先增大后減小，而斷裂伸長(zhǎng)率則逐漸減?。弧　。?）吸水率和接觸角測(cè)試表明：改性后的水性聚氨酯耐水性較好；　?。?）通過動(dòng)態(tài)紅外和DSC 測(cè)試表明：膠膜分子結(jié)構(gòu)中氫鍵隨溫度的升高逐漸漂移；環(huán)氧樹脂和NCO 在聚合過程中形成了較為密集的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，軟硬段形成比較均一的相；　?。?）通過TG、MCC 測(cè)試表明：改性后的水性聚氨酯較未改性材料熱解性能提高了。　　 3.IPDA/環(huán)氧樹脂開環(huán)雙改性水性聚氨酯的制備與表征　　本章節(jié)選擇IPDA 作為環(huán)氧樹脂的起始劑參與開環(huán)反應(yīng)，然后引入聚氨酯主鏈上，得到雙改性的水性聚氨酯材料。研究了IPDA 參與開環(huán)反應(yīng)所需的條件，并對(duì)改性的水性聚氨酯材料進(jìn)行了粒徑、拉伸、吸水率、TG、MCC 等面的測(cè)試，與材料改性前進(jìn)行比較。結(jié)果表明：　?。?）開環(huán)后的環(huán)氧樹脂加入量增大，膠體的粒徑漸變粗，粒徑分布逐漸相對(duì)分散；　　（2）從拉伸、吸水率曲線圖表明, IEpoxy 對(duì)水性聚氨酯膠膜具有補(bǔ)強(qiáng)的作用，且隨著加入量的增大，強(qiáng)度變大；聚氨酯分子鏈引入交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，提高了膠膜的耐水性；　?。?）通過TG、MCC 測(cè)試表明:改性WPU 涂膜的耐熱性和耐熱解性能都提高了。　　

專題推薦