超重力法MDI型水性聚氨酯纳米分散体可控制备及应用

发布时间：2021-04-21 19:59

　　随着国家环保法规的逐渐严格,水性聚氨酯（WPU）作为传统溶剂型聚氨酯材料的有效替代品,在生产应用和科学研究领域成为了人们的研究热点。而二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）作为WPU合成的重要反应物,在结构上具有特殊性,因此导致合成反应活性强,聚合过程难以控制,也严重降低了 MDI型水性聚氨酯的广泛应用性。亲水基团赋予了材料良好的水溶性,却也限制了 WPU乳液的固含量。因此,如何通过调控合成配方和强化乳化过程从而实现WPU的高固含量制备,是WPU产品提质增效的关键。超重力技术（High gravity）依靠旋转填充床（RPB）的高效传质和强化微观混合的特性,已经成为了新一代的过程强化技术,被广泛用于蒸馏、吸收、气体分离等操作。如何利用超重力技术实现乳化单元操作强化也成了新的研究方向。本论文利用超重力技术实现了 MDI型水性聚氨酯的乳化过程,探究了预聚体合成工艺和配方对乳液性能及乳化过程的影响,并利用超重力技术实现了 WPU乳液的可控制备。本文主要工作内容如下:（1）利用超重力技术制备了 MDI型WPU乳液,分析了制备工艺如亲水基团加入时机、中和度及丙酮加入量对乳液的影响。重点探究了异氰酸酯指数... 

【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：95 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 文献综述
    1.1 引言
    1.2 水性聚氨酯概述
        1.2.1 水性聚氨酯发展历程
        1.2.2 水性聚氨酯的结构与性能
        1.2.3 水性聚氨酯制备原材料
        1.2.4 水性聚氨酯制备原理
        1.2.5 水性聚氨酯的应用
    1.3 水性聚氨酯乳化
        1.3.1 乳化机理
        1.3.2 乳化方法
    1.4 高固含量水性聚氨酯研究现状
        1.4.1 高固含量水性聚氨酯合成配方研究
        1.4.2 高固含量乳液理论研究
    1.5 超重力技术在乳化方面的应用
    1.6 本论文的意义及研究内容
        1.6.1 研究目的
        1.6.2 研究内容
第二章 超重力法制备MDI型水性聚氨酯及配方工艺优化
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验原料与试剂
        2.2.2 实验设备与仪器
        2.2.3 实验方法
        2.2.4 分析与测试
    2.3 水性聚氨酯配方设计
        2.3.1 基于制备工艺的配方设计
        2.3.2 基于性能研究的配方设计
    2.4 结果与讨论
        2.4.1 水性聚氨酯的制备工艺
        2.4.2 水性聚氨酯的表征分析
        2.4.3 合成配方对超重力乳化操作的影响
        2.4.4 合成配方对乳液外观及稳定性的影响
        2.4.5 合成配方对乳液粒径及分布的影响
        2.4.6 合成配方对胶膜吸水率的影响
    2.5 本章小结
第三章 超重力法可控制备MDI型水性聚氨酯的研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验原料与试剂
        3.2.2 实验设备及仪器
        3.2.3 超重力操作参数的设置
        3.2.4 分析与测试
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 超重力操作参数的影响
        3.3.2 超重力乳化对乳液分散性的影响
        3.3.3 超重力环境下乳液颗粒行为分析
        3.3.4 超重力法可控制备水性聚氨酯乳液
        3.3.5 超重力乳化法的生产优势
    3.4 本章小结
第四章 水性聚氨酯隔热保温材料应用基础研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验设备及仪器
        4.2.2 实验原料与试剂
        4.2.3 多孔WPU泡沫的制备
        4.2.4 隔热性能测试
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 多孔隔热材料的隔热原理
        4.3.2 乳化方式对材料性能的影响
        4.3.3 降温方式对材料微观结构的影响
        4.3.4 固含量对材料微观结构的影响
    4.4 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 建议与思考
参考文献
致谢
研究成果
作者和导师简介
附件


【参考文献】：
期刊论文
[1]Synthesis of waterborne polyurethane using snow as dispersant:Structures and properties controlled by polyols utilization[J]. Changqing Fang,Shaofei Pan,Zhen Wang,Xing Zhou,Wanqing Lei,Youliang Cheng.  Journal of Materials Science & Technology. 2019(07)
[2]Applications of high-gravity technologies in gas purifications: A review[J]. Jing Guo,Weizhou Jiao,Guisheng Qi,Zhiguo Yuan,Youzhi Liu.  Chinese Journal of Chemical Engineering. 2019(06)
[3]超重力反应强化技术及工业应用[J]. 初广文,邹海魁,曾晓飞,王洁欣,陈建峰.  北京化工大学学报(自然科学版). 2018(05)
[4]不同粒径水性聚氨酯乳液的制备与性能研究[J]. 柴春鹏,马一飞.  北京理工大学学报. 2018(04)
[5]撞击流-旋转填料床制备丙烯酰胺反相乳液及其稳定性研究[J]. 李小月,张巧玲,李磊,魏冰,刘有智.  日用化学工业. 2015(04)
[6]高固含量阳离子水性聚氨酯的合成与性能[J]. 李朦,强西怀,张辉,刘子龙,闫哲.  高分子材料科学与工程. 2014(08)
[7]建筑涂料用水性聚氨酯乳液的合成[J]. 郭文录,金志明,高才华.  电镀与涂饰. 2013(08)
[8]MDI-50型聚氨酯弹性体材料合成及性能研究[J]. 李万捷,林殷雷.  材料工程. 2012(02)
[9]超重力技术及其工业化应用[J]. 陈建峰,邹海魁,初广文,赵宏,邵磊.  硫磷设计与粉体工程. 2012(01)
[10]聚氨酯分散体稳定理论[J]. 王武生.  涂料技术与文摘. 2010(06)



本文编号：3152396