工程管理軟件

【碩士】改性水性聚氨酯材料結構與性能的研究

內容簡介

　　【碩士】改性水性聚氨酯材料結構與性能的研究　　授予學位：碩士　　學位授予單位：安徽大學　　學位年度：2008　　隨著人們環(huán)保意識的增強，水性涂料己成為涂料發(fā)展的主要方向。其中水性聚氨酯(PU)乳液和水性聚內烯酸酯(PA)乳液同其溶劑型產品相比，具有價廉、無毒和不污染環(huán)境等優(yōu)點，因此在涂料、膠k劑、皮革、織物涂層等方面得到了廣泛的應用。聚內烯酸醋材料具有機械強度高、耐老化、耐光不變黃、耐水性好等優(yōu)點，但也存在著耐有機溶劑性、耐化學品、堅韌性、耐磨性差，高溫發(fā)粘、低溫發(fā)脆等缺點。而聚氨醋材料具有優(yōu)異的耐寒性、溫度適應性、彈性、耐有機溶劑等，但卻在耐水性、保光性、自增稠性等方面具有缺陷。由于PU和PA在應用性能上具有一定的4_補作用，所以將聚氨醋和聚內烯酸醋一者有機結合起來以制備新型PUA復合乳液己成為國內外的研究熱點?！　? 本論文通過平衡溶脹法和嵌段共聚法合成了一系列的PUA復合乳液，通過各種測試詳細分析了結構與性能之間的關系，并對其改性機理進行了探討。論文的卞要內容如下:　　 1.概述了水性聚氨醋近年來的發(fā)展和應用情況，對水性聚氨醋的制備方法進行了詳細的介紹。同時介紹了國內外近年來利用內烯酸酯改性水性聚氨酯方法的研究進展情況，通過對各種復合方法優(yōu)缺點的比較分析，確定了本課題的研究意義及研究內容?！　? 2.采用平衡溶脹法合成了系列的具有明顯核殼結構的PUA復合乳液，考察了核殼之間的比例、共聚單體中軟硬單體的比例對乳液粒徑、膠膜硬度、機械強度及吸水率的影響。通過傅立葉紅外光譜CFTIR}、差熱分析(Dsc}、熱重分析(TG),透射電鏡(TEM、光散射粒度儀及表面水接觸角測定儀等對對改性材料的結構進行了表征并詳細分析了料結構與性能之間的關系。研究結果表明:采用平衡溶脹法制備出的內烯酸醋改性水性聚氨醋乳液具有清晰目穩(wěn)定的核殼結構。聚內烯酸醋的引入，可以使聚氨醋材料在耐水性、硬度、耐熱性等方面得以大幅度的提高，而內烯酸醋單體中軟硬單體的比例對材料的綜合性能也有著很大的影響.　　 3.采用嵌段共聚法制備了內烯酸}a改性水性聚氨}} (PUA)復合乳液。我們采用琉基乙醇做鏈轉移劑，將甲基內烯酸甲醋CMMA)和內烯酸丁醋CBA)單體通過溶液自由基聚合合成分了量在6000左右、含一個端烴基的聚內烯酸醋大分了單體。通過傅立葉紅外光譜譜圖(FTIR)的分析，能夠證實日標端烴基大分了單體的合成并通過大分了單體的端基烴值的測定計算出了其平均分了量。大分了單體與端異氰酸醋基親水改性的聚氨醋預聚體反應獲得聚內烯酸醋一聚氨醋一聚內烯酸醋A-B-A型二嵌段共聚物，將此共聚物分散在水中獲得嵌段聚合物水基分散體。通過對PUA產物的核磁氫譜進行分析可知端烴基的聚內烯酸醋大分了單體與端異氰酸醋基親水改性的聚氨醋預聚體的接枝率可以達到80%以上，由此證實了該方法的可行性。對PUA的研究結果則表明:　　 (1)采用嵌段法制備的內烯酸醋改性水性聚氨}}(PUA)乳液具有很好的穩(wěn)定性。內烯酸醋的引入，可以使聚氨醋材料的接觸角和耐水性均得以提高，但存在峰值。　　 (2)通過對PUA復合材料傅立葉紅外光譜譜圖(FTIR)的分析可知產物中既含有聚氨酯組分，又含有內烯酸醋組分，故改性的PUA復合乳液兼?zhèn)淞艘徽叩膬?yōu)點。通過對PU, PUA的熱失重（TGA)的測試可知，適量聚內烯酸醋的添加可以有效的提高PU膜的分解溫度，改善聚氨醋材料的耐熱性能。而PUA的DSC測試譜圖則只顯示出一個玻璃化轉變溫度（Tg)，由此可見，本實驗中得到的PUA材料中PU與PA組分相容性良好，可形成均相體系?！　? (3)通過對力學性能測試可知，隨著聚內烯酸醋量的增加，聚醋材料中硬段之間的作用力減弱，導致膜的抗張強度和斷裂仲長率均下降，硬度增強。而當PA量相同時，隨著MMA/BA比值增加，薄膜的拉仲強度和硬度逐漸增加，斷裂仲長率則逐漸降低?！　?.經過對系列樣的測試比較，我們認為當PUPA為4:1, PA中MMA:BA為4:6時，PUA復合乳液的綜合性能最佳?！　?

專題推薦