水性聚氨酯中不同二元醇结构对性能的影响

发布时间：2020-04-18 05:55

【摘要】：水性聚氨酯以绿色溶剂水作为主要分散介质,是一种环保性的聚氨酯乳液分散体系。而传统的溶剂型聚氨酯以有机溶剂作为主要分散介质,相比之下,水性聚氨酯具有更加绿色安全、环保而无污染等诸多优势,具有非常广阔的应用前景,是未来聚氨酯发展的主要方向。聚氨酯的综合性能与构成聚氨酯的主要软段的结构和性能具有重要关系。系统地研究构成聚氨酯的软段与聚氨酯综合性能及各重要性能参数对于聚氨酯的设计合成具有重要意义。本文以异氟尔酮二异氰酸酯(IPDI)为异氰酸酯原料、以分子量相同,但是结构不同的6种多元醇作为软段,小分子扩链剂选用的是1,4-丁二醇(BDO),亲水性扩链剂采用的是双羟甲基丙酸(DMPA),采用自乳化法合成6种水性聚氨酯乳液分散体,采用激光粒度分析仪、红外光谱、拉力试验、热重分析、原子力显微镜等多种手段综合地对所得水性聚氨酯乳液及水性聚氨酯胶膜进行系统而深入地表征。结合各种表征数据,本文系统地研究并比较水性聚氨酯软段结构中直链、支链、聚醚、聚酯等不同结构对最终所得WPU性能和结构的影响规律。得到如下重要结论:1)分子量相同结构不同的多元醇在相同条件下所制备的水性聚氨酯中,以链段规整的聚酯多元醇作为软段得到的水性聚氨酯,与结构规整性稍差的聚醚多元醇为软段得到的水性聚氨酯相比,所得水性聚氨酯胶膜的耐热性能得到大幅度地提高,并且其综合力学性能也有很大改善,并且其胶膜的表面形貌也相对更加粗糙。但是,其乳液的粒径却有相当程度地增大,这就导致了乳液的稳定性有了较大幅度地下降。2)分子量相同结构不同的多元醇在相同条件下所制备的水性聚氨酯中,以软段采用聚酯多元醇时,合成的水性聚氨酯,与当软段采用聚醚多元醇时,合成的水性聚氨酯相比,所得胶膜具有更好的吸水率能和耐热性,并且综合力学性能也有相当程度的提高。但是,形貌分析结果表明,以聚醚为软段合成的水性聚氨酯其胶膜具有更加光滑的表面,且其软硬段相分离程度更低,而且前者的乳液稳定则相对较差。3)分子量相同结构不同的多元醇在相同条件下所制备的水性聚氨酯中,以含支链结构的多元醇为软段制备所得水性聚氨酯,与以直链结构的多元醇为软段的水性聚氨酯相比,其乳液粒径相对更小,并且其胶膜的耐热性能及综合力学性能都有相对下降的趋势,但其胶膜表面则相对更加光滑。
【图文】：

路线图,合成装置,路线图,聚氨酯乳液

WPU合成装置图及路线图

模型图,水性聚氨酯乳胶,面心立方,模型

氨酯的性能影响的主要因素之一。但是，，目前研究较少。为了多元醇软段对水性聚氨酯乳液同分子量结构不同的多元醇（1~6），制备了含（PUD 1~6），进而探究了不同多元醇结构对乳液的 DLVO 稳定模型[60]液分散体系中，其中乳胶粒是作为分散相间断聚氨酯的分子链上含有大量的疏水基团，通常粒会自发形成球型颗粒。而在水性聚氨酯分子球体的表面上，从而将颗粒中的疏水链段包裹占有率（β）来定义水性聚氨酯的乳液分散体液浓度的探讨。如图 3-1 可看作是均一的水性型。
【学位授予单位】：齐鲁工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TQ323.8

【参考文献】