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【碩士】高性能水性聚氨酯彈性體研究
內(nèi)容簡介
【碩士】高性能水性聚氨酯彈性體研究 授予學(xué)位:碩士 學(xué)位授予單位:西華大學(xué) 學(xué)位年度:2009 水性聚氨酯是以水為分散介質(zhì)的二元膠體體系,與溶劑型聚氨酯相比,具有無毒、不易燃燒、不污染環(huán)境等優(yōu)點,近年來,隨著環(huán)境法規(guī)的完善和人們環(huán)保意識的增強,使水性聚氨酯取代溶劑型聚氨酯成為一個重要發(fā)展方向。要想獲得與溶劑型產(chǎn)品性能相當?shù)乃跃郯滨?,水性聚氨酯乳液的制備是關(guān)鍵。為了制得性能優(yōu)異的水性聚氨酯,首先需要從異氰酸酯組分入手。目前國內(nèi)的水性聚氨酯產(chǎn)品大都采用甲苯二異氰酸酯(TDI)作為二異氰酸酯組分,但TDI合成的水性聚氨酯性能有待改善,特別是拉伸強度和耐水性,而用結(jié)構(gòu)規(guī)整的4,4.二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)的研究鮮見報道,原因是MDI活性比較大,反應(yīng)很難控制。因此本文在對相關(guān)文獻分析研究的基礎(chǔ)上,確定了TDI合成的較佳配方,以此配方為基礎(chǔ),合成了不同異氰酸酯n(TDI)/n(MDI)含量具有自乳化能力的水性聚氨酯。通過FTIR、GPC、TG、力學(xué)性能等考察了不同異氰酸酯n(TDI)/n(MDI)含量對水性聚氨酯的合成及性能影響。研究結(jié)果表明MDI提供的水性聚氨酯的拉伸強度和斷裂伸長率有較大幅度的提高,耐水性和耐熱性也有明顯改善?! ? 其次,研究了以MDI為主要合成原料,合成具有自乳化能力的水性聚氨酯。本實驗系統(tǒng)地研究了親水單體二羥甲基丙酸的含量、硬段的含量、NCO/OH投料比和中和度對水性聚氨酯的乳液粘度、粒徑分布及對水性聚氨酯涂膜的拉伸強度、伸長率和耐水性和熱穩(wěn)定性的影響。通過FTIR、TG表征,說明了聚氨酯分子鏈中存在氫鍵,聚氨酯基體中存在軟段和硬段的微相分離。綜合上述實驗結(jié)果分析得出了最佳的工藝配方:DMPA含量為6.5wt%、R值為1.0、硬段含量40wt%、中和度為100%時,其制備聚氨酯綜合性能最佳。 最后,在MDI合成水性聚氨酯最佳配方的基礎(chǔ)上,把通過聚丙烯酸酯乳液和水性聚氨酯乳液機械共混。采用FTIR和DSC進行了分析,可知聚丙烯酸酯分子與聚氨酯分子之間具有一定的相容性。當PU/PA的質(zhì)量比為20:80制得的共混乳液的涂膜在耐水性提高的同時,耐熱性也有很大提高?! ?
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