【碩士】水性聚碳酸酯聚氨酯皮革涂飾劑的研究

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　　【碩士】水性聚碳酸酯聚氨酯皮革涂飾劑的研究　　授予學(xué)位：碩士　　學(xué)位授予單位：煙臺大學(xué)　　學(xué)位年度：2010　　水性聚氨酯涂料作為環(huán)保涂料之一，在皮革中得到了廣泛的應(yīng)用。但因單組份水性聚氨酯結(jié)構(gòu)中交聯(lián)程度較低，且引入了親水?dāng)U鏈劑，使其涂膜的耐水性、機(jī)械性能、耐磨耗等性能較差。本課題以聚碳酸1,6 己二醇酯二醇(PHMCD1K、PHMCD2K)、聚碳酸1,5 戊二醇-1,6 己二醇酯二醇(PHMPMCD2K)、異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)、二羥甲基丁酸(DMBA)、1,4-丁二醇(BDO)和三羥甲基丙烷(TMP)等為主要原料，通過預(yù)聚法合成了一系列的水性聚碳酸酯聚氨酯(WPCU)，并探討其作為皮革涂飾劑的使用性能。研究了反應(yīng)時(shí)間、硬段含量、軟段的結(jié)構(gòu)及分子量、NCO/OH摩爾比、親水?dāng)U鏈劑含量等因素對WPCU 及其涂膜的性能的影響?！　±酶盗⑷~變換紅外光譜法(FT-IR)分析了材料的結(jié)構(gòu)；利用差示掃描量熱法(DSC)表征了材料的相分離，探論了不同軟段對材料的玻璃化溫度的影響；利用X-射線衍射(XRD)表征了材料的結(jié)晶性，并對合成系列的水性聚碳酸酯聚氨酯涂膜的力學(xué)性能、耐水性的性能進(jìn)行測試。研究結(jié)果表明，實(shí)驗(yàn)中合成了目標(biāo)產(chǎn)物，WPCU的微相分離程度隨著軟段PHMCD 的分子量的增大而增大，且PHMCD2K 合成的WPCU 的微相分離程度較PHMPMCD2K 合成的WPCU 要高PHMCD2K 合成材料WPCU 的結(jié)晶度高，且其拉伸強(qiáng)度和耐水性較好，但回彈性差一些；隨著NCO/OH的摩爾比值的增大，拉伸強(qiáng)度增加，斷裂伸長率下降，乳液的穩(wěn)定性下降；WPCU的拉伸強(qiáng)度、耐水性并不是一直隨著硬段含量的增加而增加，而是呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢，在硬段含量為45%時(shí)達(dá)到最大值；親水?dāng)U鏈劑的含量對材料的耐水性影響較大，當(dāng)親水?dāng)U鏈劑的含量為6%時(shí)，合成的產(chǎn)品的穩(wěn)定性和耐水性達(dá)最佳，由DMBA 合成的WPCU 的耐水性和機(jī)械性能較二羥甲基丙酸(DMPA)好；聚碳酸酯二醇合成的水性聚氨酯的耐水性明顯優(yōu)于普通聚酯合成的產(chǎn)品。碳納米管(CNTs)具有長徑比大、力學(xué)強(qiáng)度高、電導(dǎo)率和熱導(dǎo)率好等優(yōu)點(diǎn)，將其引入到水性聚氨酯中，可提高聚氨酯的耐熱性能和機(jī)械性能。本文采用了原位聚合的方法將CNTs 引入到WPCU 中對其進(jìn)行摻雜改性。CNTs 作為一種無機(jī)納米顆粒，具有很大的表面積，不易在水中穩(wěn)定分散。文中采用胺化的方法在CNTs 的缺陷處接枝上活性基團(tuán)，然后將其作為擴(kuò)鏈劑參與到聚氨酯主鏈的反應(yīng)中。結(jié)果表明，當(dāng)CNTs 的含量為0.3%時(shí)，合成的產(chǎn)品能夠穩(wěn)定存在，且耐熱性可提高20℃左右，抗張強(qiáng)度可達(dá)40.16MPa。牛皮涂飾應(yīng)用實(shí)驗(yàn)顯示，WPCU 涂飾的皮革的耐折牢度以PHMPMCD2K 合成聚氨酯最佳，可達(dá)15 萬次以上，其余產(chǎn)品仍可達(dá)12 萬次以上。WPCU 涂膜的Taber砂輪耐磨性明顯高于一般聚酯的聚氨酯，除PHMPMCD2K 外，均可達(dá)50 圈以上，其中以加CNTs 的聚氨酯耐磨性最佳；所有產(chǎn)品的涂飾皮革的耐干、濕擦性能，均可達(dá)4/3.5 級以上。　　　　　　

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