劳保手套用水性聚氨酯的制备及性能研究

发布时间：2021-07-13 02:01

　　水性聚氨酯（WPU）是一种以水作为分散介质的新型聚氨酯体系,具有绿色环保、机械性能优良、相容性好、易于改性等优点,广泛应用于胶黏剂、涂料、皮革等领域。水性聚氨酯已逐步取代溶剂型聚氨酯,成为聚氨酯工业发展的重要方向,但水性聚氨酯的耐磨性、耐水性等性能方面远不及溶剂型聚氨酯,在一定程度上限制水性聚氨酯的应用,因此,对水性聚氨酯改性增强受到国内外学者的广泛关注。水性聚氨酯主要由硬段的异氰酸酯和扩链剂,软段的大分子多元醇嵌段共聚而成,由于软硬段热力学不相容性形成微相分离的结构。为改善水性聚氨酯的综合性能,一方面,从水性聚氨酯本身结构出发,通过调节水性聚氨酯软硬段配比,选用性能优异的异氰酸酯、扩链剂和大分子多元醇,调节微相分离程度得到我们想要性能的水性聚氨酯;另一方面,通过添加纳米填料对水性型聚氨酯改性处理,常规纳米填料石墨烯、碳纳米管等对水性聚氨酯有明显的补强效果,但它们与水性聚氨酯的相容性较差,而且容易发生团聚,减弱了水性聚氨酯的性能,最近,高结晶度、高弹性模量、可生物降解、易于改性的甲壳素纳米晶受到广泛关注,因其表面含有丰富的亲水基团,在水溶液中具有较好的分散稳定性,与水性聚氨酯相容性好,... 

【文章来源】：青岛科技大学山东省

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

聚氨酯分子结构软硬段模型图

卓撬兀╟hitin）是甲壳质和壳聚糖的统称，其单体单元结构为（1,4）-2-乙酰氨基-2-脱氧-β-D-葡萄糖，由动植物经生物合成的一种带正电荷多糖类天然高分子聚合物，年产量约100亿吨，是仅次于纤维素的第二大丰富的天然高分子聚合物，其主要存在于藻类、真菌、节肢动物体内，这些动植物体内的甲壳素不仅可以保护机体抵御外力冲击，同时还能够吸收紫外线起到抗菌杀毒的作用[88]。甲壳素经脱乙酰处理后得到壳聚糖（脱乙酰程度大于50%），这种壳聚糖由于其大分子结构中存在大量的氨基，能够大大改善甲壳素的溶解性及化学活性[89]。图1-2（A）甲壳素的分子结构（B）壳聚糖的分子结构Figure1-2Chemicalstructureofchitin(A)andchitosan(B)[88]甲壳素由于其独特的分子结构，呈现出许多优异的物理化学性质和生物活性，因此甲壳素常作为天然的纳米填料应用，相比于纳米填料如：炭黑、碳纳米管、石墨烯等，甲壳素有更高的结晶度、弹性模量、拉伸强度和更好的生物相容、生物降解性，因此近些年来，采用甲壳素作为纳米填料改善聚合物性质研究越来越受到关注[90,91]。Liu等人[92]将酸解法制备的甲壳素纳米晶（CNCs）与天然胶乳（NR）复合制备CNCs/NR复合材料，CNCs均匀分散在NR基体中，有效的提高了橡胶的拉伸强度和热稳定性，含有5%CNCs的CNCs/NR复合材料拉伸强度是纯NR的6.25倍，此外，复合材料的撕裂强度、储存模量、热分解温度也随着甲壳素含量的提高而增加。Chen等人[93]将表面脱乙酰的甲壳素纳米纤维（S-CHNF）加入到明胶中，采用浸没干燥的方法制备甲壳素纳米纤维/明胶复合材料，复合材料的拉应力和杨氏模量显著提高，而且无论S-CHNF加入量如何，复合材料都保持着很好的透明性。1.4.2甲壳素纳米粒子的制备甲壳素纳米材料的制备方法主要有自上而下和自下而

分别采用球磨法、超声法、均质机法等方法对甲壳素进行机械剥离。Ifuku等人[96]将酸处理过的去除蛋白质和矿物质的甲壳素，在酸性和中性条件下采用球磨的方法成功制备了10-20纳米且长径比均匀的甲壳素纳米纤维。Lu等人[97]以蟹壳为原材料，在中性条件下通过超声的方法制备α-甲壳素纳米纤维，并通过控制超声的时间，将α-甲壳素纳米纤维尺寸控制在20-200纳米之间，经过EDS、FTIR和XRD测试结果表明，纯化和超声过的甲壳素纳米纤维的晶体结构和分子结构保持不变，且发现经超声处理过的甲壳素纳米纤维的结晶度稍微有些增加。图1-3α-甲壳素在中性条件下超声实验，约200纳米的纯化甲壳素微纤超声5分钟第一次分裂成较薄的纤维，进一步超声得到20纳米的甲壳素纤维。Figure1-3Theindividualizationofα-chitinnanofibersfromprawnshellswithatypicallaboratory-scaleultrasonicationapparatusunderneutralcondition.Thepurifiedchitinmicrofibrilswiththediameterof~200nmformthetypicaltwistedplywoodstructureofthecuticle,andfirstsplittothinnerchitinfibrilsafter5minultrasonictreatmentalongtheaxesofthefibers.Allthesechitinfibrilsarefurtherseparatedto20nmwidthnanofibers,whichareaggregatedbyα-chitinnanofibrils[97]

【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
[1]没食子酸改性水性聚氨酯的制备及其性能研究[D]. 张健.陕西科技大学 2017
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[3]高固含量水性聚氨酯的合成与结晶行为研究[D]. 曹高华.华南理工大学 2014
[4]大分子序列结构及不同软链段对聚氨酯性能的影响[D]. 余翔.太原理工大学 2013
[5]硬段含量和类型对水性聚氨酯性能的影响[D]. 徐恒志.安徽大学 2012



本文编号：3281107