交联核壳型氟化阳离子水性聚氨酯-丙烯酸酯乳液的制备与性能研究

发布时间：2021-05-07 15:53

　　水性聚氨酯是一类重要的水性环保树脂,阳离子水性聚氨酯（CWPU）因带有正电荷,特别适用于皮革、织物及纸张等表面处理。传统CWPU结构单一且含有亲水基团,因而耐水耐溶剂欠佳。常用改善CWPU耐水性的方式有两种:一是交联改性;二是将疏水基团引入聚合物中。本课题利用内交联剂与全氟烷基丙烯酸酯改性CWPU,合成了具有交联核壳结构的含氟阳离子水性聚氨酯丙烯酸酯（FPUA）。FPUA材料因其优异的表面性能,被广泛应用于高端建筑涂料、织物整理剂及皮革涂饰剂等领域,具有十分明显的工业价值。本课题首先以异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）与聚碳酸酯二醇（PCDL）为主要原料,N-甲基二乙醇胺（MDEA）为亲水扩链剂、三羟甲基丙烷（TMP）为内交联剂、甲基丙烯酸羟乙酯（HEMA）为封端剂,制备了以烯键封端的内交联型CWPU乳液。重点探讨了硬段含量、MDEA用量、TMP及HEMA用量对乳液及胶膜综合性能的影响。以上述制得的以烯键封端的CWPU乳液作为种子,与乙烯基单体如甲基丙烯酸十二氟庚酯（DFMA）、双丙酮丙烯酰胺（DAAM）、甲基丙烯酸甲酯（MMA）均匀混合制备单体预乳化剂,通过核壳乳液聚合法制备了以PU为壳... 

【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：92 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 水性聚氨酯
        1.2.1 水性聚氨酯的分类
        1.2.2 水性聚氨酯的特点及性能
        1.2.3 水性聚氨酯的基本原料及合成方法
        1.2.4 水性聚氨酯的应用
    1.3 水性聚氨酯的改性
        1.3.1 形成交联结构改性
        1.3.2 丙烯酸酯改性
        1.3.3 引入疏水性链段改性
    1.4 水性聚氨酯/丙烯酸酯乳液的制备方法
        1.4.1 物理共混法
        1.4.2 互穿网络法
        1.4.3 种子乳液聚合法
        1.4.4 溶液聚合转相法
        1.4.5 原位聚合法
        1.4.6 核壳乳液聚合法
    1.5 有机氟改性水性聚氨酯材料的研究
        1.5.1 有机氟的结构与性能
        1.5.2 有机氟改性水性聚氨酯的合成原理
        1.5.3 氟化水性聚氨酯丙烯酸酯的制备工艺
    1.6 本课题的研究意义及内容
        1.6.1 研究意义
        1.6.2 研究内容
第二章 实验基础及表征
    2.1 实验原料
    2.2 实验仪器与设备
    2.3 实验装置图
    2.4 乳液性能测试与表征
        2.4.1 乳液固含量与转化率测试
        2.4.2 傅立叶红外光谱分析(FT-IR)
        2.4.3 核磁分析(1H-NMR)
        2.4.4 乳液粒径分析
        2.4.5 乳液黏度测试
        2.4.6 乳液稳定性分析
        2.4.7 乳胶粒结构分析(TEM)
    2.5 胶膜性能测试与表征
        2.5.1 胶膜透射红外分析(ATR-FTIR)
        2.5.2 胶膜力学性能测试
        2.5.3 胶膜动态力学拉伸(DMA)
        2.5.4 胶膜耐热性测试(TGA)
        2.5.5 胶膜表面扫描电镜分析(SEM)
        2.5.6 胶膜表面原子力显微镜分析(AFM)
        2.5.7 胶膜表面X光电子能谱(XPS)
        2.5.8 胶膜耐水性测试
        2.5.9 胶膜耐腐蚀性测试
        2.5.10 胶膜透光率测试
第三章 内交联型阳离子水性聚氨酯的合成及性能研究
    3.1 引言
    3.2 CWPU乳液的制备工艺
        3.2.1 原料的选择和预处理
        3.2.2 CWPU预聚体的制备
        3.2.3 以HEMA封端的CWPU交联型乳液制备
        3.2.4 HEMA-CWPU交联型涂膜的制备
    3.3 HEMA-CWPU交联型乳液及胶膜的性能研究
        3.3.1 红外光谱(FT-IR)分析
        3.3.2 核磁氢谱分析(1H-NMR)
        3.3.3 硬段含量对CWPU乳液及胶膜性能影响
        3.3.4 亲水扩链剂用量对CWPU乳液及胶膜性能影响
        3.3.5 交联剂TMP对 CWPU乳液及胶膜性能影响
        3.3.6 封端剂HEMA对 CWPU乳液及胶膜性能的影响
        3.3.7 胶膜表面形貌分析(SEM/AFM)
    3.4 本章小结
第四章 核壳型全氟烷基丙烯酸酯改性水性聚氨酯乳液的制备及性能研究
    4.1 引言
    4.2 全氟烷基丙烯酸酯-水性聚氨酯核壳乳液的制备
        4.2.1 种子乳液聚合工艺
        4.2.2 不同配比FPUA核壳乳液的制备
        4.2.3 酮肼交联固化FPUA胶膜的制备
    4.3 核壳单体配比对FPUA核壳乳液性能影响
        4.3.1 透射红外(ATR-FTIR)图谱分析
        4.3.2 乳液粒径分析
        4.3.3 乳胶粒形貌分析(TEM)
        4.3.4 胶膜的力学性能分析
        4.3.5 胶膜动态力学拉伸分析(DMA)
        4.3.6 胶膜表面X-光电子能谱分析(XPS)
        4.3.7 胶膜疏水性能分析(接触角/吸水率)
        4.3.8 胶膜微观表面形貌分析
        4.3.9 胶膜热学性能分析
        4.3.10 胶膜其他物化性能
    4.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附件


【参考文献】：
期刊论文
[1]4-HBA/E-51/有机氟硅多重改性水性聚氨酯[J]. 刘筱,来水利,葛茹月,王花,李晨辉.  陕西科技大学学报. 2020(01)
[2]水性聚氨酯分散体的合成及在汽车漆中的应用研究[J]. 方岸,李梦杰.  现代涂料与涂装. 2019(12)
[3]棉织物用抗皱整理剂水性聚氨酯的制备及应用[J]. 王雪纯,罗雄方,高卫东.  印染. 2019(18)
[4]丙烯酸酯改性交联型水性聚氨酯胶黏剂[J]. 张洪礼,王文君,黄毅萍,许戈文,鲍俊杰.  精细化工. 2019(09)
[5]一种环氧树脂改性水性聚氨酯涂料的制备及其性能研究[J]. 王海峰,庄妍,于晓燕,张庆新.  胶体与聚合物. 2018(04)
[6]环氧改性水性聚氨酯的合成及因素分析[J]. 郑禹,胡萍,张信,黄振雄,李珂,黄樟华.  功能材料. 2018(10)
[7]扩链剂对水性聚氨酯性能的影响[J]. 袁洁,贺江平.  纺织科学与工程学报. 2018(04)
[8]有机氟改性水性聚氨酯/酰亚胺的制备及其性能研究[J]. 严正,程朝,邱少稳,易昌风,徐祖顺.  粘接. 2018(10)
[9]有机氟、硅改性水性聚氨酯的研究进展[J]. 郑桂凯,陆明,芮小平.  涂料工业. 2018(07)
[10]环氧树脂改性水性聚氨酯乳液的制备与性能研究[J]. 王建,罗昕,张庆新.  胶体与聚合物. 2018(02)

硕士论文
[1]核壳型聚氨酯—丙烯酸酯复合乳液的合成及性能研究[D]. 谈尊燕.重庆大学 2006



本文编号：3173668