【碩士】MDI型水性聚氨酯乳液的制備及改性研究

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　　【碩士】MDI型水性聚氨酯乳液的制備及改性研究　　授予學(xué)位：碩士　　學(xué)位授予單位：山東大學(xué)　　學(xué)位年度：2009　　傳統(tǒng)溶劑型聚氨酯的合成與施工過程中需要大量的有機(jī)溶劑，溶劑的揮發(fā)和殘存會對施工人員和消費(fèi)者的健康構(gòu)成嚴(yán)重的威脅。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及人們環(huán)保意識的提高，各國開始對VOC含量限制，而水性聚氨酯是以水代替有機(jī)溶劑作為分散介質(zhì)，具有顯著的環(huán)保價(jià)值。　　本文主要研究了以二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)、聚酯二醇、二羥甲基丙酸(DMPA)等為原料合成水性聚氨酯預(yù)聚體，用三乙胺中和制備水性聚氨酯透明乳液的方法。實(shí)驗(yàn)過程中用二正丁胺滴定法測定了剩余．NCO基團(tuán)的數(shù)量，結(jié)果表明剩余．NCO基團(tuán)的量對水性聚氨酯乳液的性能及穩(wěn)定性有較大的影響。通過透射電鏡(TEM)觀察了乳液微觀形貌，并對膠膜力學(xué)性能及耐水性進(jìn)行了測試。結(jié)果表明，13(NCO)／n(OH)比值增加，膠膜耐水性變好，膠膜的拉伸強(qiáng)度增大，而斷裂伸長率變小；隨著親水?dāng)U鏈劑DMPA用量的增大，膠膜耐水性變差，拉伸強(qiáng)度增大，斷裂伸長率先變大后變??；乳液的穩(wěn)定性和耐水性則隨著中和度的增大而變差；如若在乳化階段加入擴(kuò)鏈劑乙二胺，膠膜的斷裂伸長率增大，斷裂強(qiáng)度減小，吸水率也明顯減小，可降至4％，克服了內(nèi)乳化法制得的聚氨酯乳液成膜物吸濕率大這一固有缺陷?！　⊥ㄟ^機(jī)械共混的方法，將水性聚氨酯乳液與中空結(jié)構(gòu)聚合物微球混合，并對其成膜物的力學(xué)性能進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)膠膜力學(xué)性能變差，未能得到理想的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。單一的APU乳液存在自增稠差、固含量低、耐水性差、機(jī)械強(qiáng)度不如丙烯酸樹脂等缺點(diǎn)，而且成本較高。而聚丙烯酸酯(PA)乳液與聚氨酯乳液在性能上能形成互補(bǔ)，有很好的應(yīng)用前景。有機(jī)硅樹脂表面能低，耐水性、耐候性以及透氣性優(yōu)良，已經(jīng)廣泛用于聚氨酯改性。采用合適化學(xué)方法用有機(jī)硅對水性聚氨酯一聚丙烯酸酯進(jìn)行改性，可以得到有良好耐水性以及力學(xué)性能的涂膜?！　? 嘗試了一種新型的丙烯酸有機(jī)硅雙改性水性聚氨酯乳液的方法。利用丙烯酸羥乙酯中的一OH基與-NCO基反應(yīng)，向產(chǎn)物分子鏈上引入雙鍵，然后與乙烯基硅烷中的C=C雙鍵發(fā)生自由基聚合，實(shí)現(xiàn)有機(jī)硅對APU的改性，希望達(dá)到丙烯酸有機(jī)硅雙改性效果。通過對其結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行初步的研究和探討，發(fā)現(xiàn)新型乳液的熱性能及耐水性都得到了一定的改進(jìn)，但其乳液穩(wěn)定性及成膜性變得較差，影響了該乳液的推廣使用。　　

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