交联型/聚合型水性聚氨酯的制备及性能研究

发布时间：2021-12-09 10:09

　　聚氨酯(PU)具有一定的耐磨性、耐低温性等性能并且对不同种类的基材有一定的粘接性等优点,因而被广泛地应用在涂料和胶黏剂等领域。水性聚氨酯(WPU)是以水作为溶剂的聚合物,水的引入既可以降低PU生产所需要的成本,又可以降低VOCs对自然环境的污染。水性聚氨酯虽然具有很多优良的性能,但是仍然有许多不足之处,进而需要对其进行改性,因此本研究的主要方向是通过引入多种改性剂来合成具有某种优良性能的WPU,进一步对所合成的交联型及聚合型的WPU的制备方案及性能进行一定的分析及讨论。首先,在反应中,采用溶液聚合的制备方法,以六亚甲基二异氰酸酯(HDI)与聚酯多元醇(PE-3020)合成了聚氨酯预聚体,在此基础上加入扩链剂2,2-二羟甲基丙酸(OMPA)、改性剂黄原胶(Xanthan),通过黄原胶中的-OH与HDI中的-N=C=O的反应合成了黄原胶改性水性聚氨酯(WPU)乳液。采用粒径分析仪、X射线衍射仪(XRD)、傅里叶红外光谱仪(FTIR)、热失重分析仪(TG)、原子力显微镜、光学视频接触角测量仪等对黄原胶改性水性聚氨酯乳液进行表征及测试,考察黄原胶的添加量对WPU改性胶膜的耐水性、力学性能和乳液...

【文章来源】： 陕西科技大学陕西省

【文章页数】：69 页

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 水性聚氨酯概述
        1.1.1 引言
        1.1.2 水性聚氨酯胶粘剂的简介
        1.1.3 水性聚氨酯胶粘剂的各主要结构单元及分类
        1.1.4 水性聚氨酯胶粘剂的反应机理
        1.1.5 水性聚氨酯胶粘剂目前存在的不足
    1.2 水性聚氨酯粘合剂的研究内容
        1.2.1 水性聚氨酯胶粘剂的制备方法
        1.2.2 水性聚氨酯胶粘剂的改性现状
        1.2.3 水性聚氨酯胶粘剂的发展趋势
        1.2.4 水性聚氨酯胶粘剂的研究目的及意义
        1.2.5 水性聚氨酯胶粘剂的研究内容
2 黄原胶改性水性聚氨酯胶粘剂
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验原料和实验试剂
        2.2.2 实验原理
        2.2.3 黄原胶(Xanthan)改性水性聚氣酯的合成
        2.2.4 黄原胶改性水性聚氨酯的胶膜制备
    2.3 黄原胶改性水性聚氨酯结构表征及性能测试方法
        2.3.1 傅立叶变换红外光谱(FTIR)测试
        2.3.2 结晶性(XRD)测定
        2.3.3 乳液稳定性的测定
        2.3.4 乳液粒径及分布测试
        2.3.5 胶膜扫描电镜(SEM)形貌测定
        2.3.6 拉伸强度和断裂伸长率测定
        2.3.7 接触角的测定
        2.3.8 热失重测定
        2.3.9 黏度测定
        2.3.10 固含量的测定
        2.3.11 吸水率的测定
    2.4 结果与讨论
        2.4.1 FTIR图谱分析
        2.4.2 XRD峰图分析
        2.4.3 乳液的外观和稳定性分析
        2.4.4 胶膜的润湿性能分析
        2.4.5 乳液粒径分析
        2.4.6 原子力显微镜(AFM)分析
        2.4.7 胶膜力学性能分析
        2.4.8 胶膜的热稳定性分析
    2.5 本章小结
3 4-HBA/E-51/有机氟硅多重改性的水性聚氨酯胶粘剂杂化乳液
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验原料及试剂
        3.2.2 实验原理
        3.2.3 4-HBA/E-51/KH-560/HFBMA改性的水性聚氨酯杂化乳液制备
        3.2.4 4-HBA/E-51/KH-560/HFBMA多重改性的水性聚氨酯胶膜制备
    3.3 结构表征及性能测试方法
        3.3.1 傅立叶变换红外光谱(FTIR)测试
        3.3.2 结晶性(XRD)测定
        3.3.3 乳液稳定性的测定
        3.3.4 乳液粒径及分布测试
        3.3.5 拉伸强度和断裂伸长率测定
        3.3.6 接触角的测定
        3.3.7 热失重测定
        3.3.8 黏度测定
        3.3.9 固含量的测定
    3.4 结果与讨论
        3.4.1 FTIR图谱分析
        3.4.2 XRD峰图分析
        3.4.3 乳液的外观和稳定性分析
        3.4.4 胶膜的润湿性能及吸水率分析
        3.4.5 乳液粒径分析
        3.4.6 胶膜力学性能分析
        3.4.7 胶膜的热稳定性分析
    3.5 本章小结
4 4-HBA/Limonene改性水性聚氨酯胶粘剂
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验原料及试剂
        4.2.2 实验原理
        4.2.3 4-HBA/Limonene改性水性聚氨酯的合成
        4.2.4 4-HBA/Limonene改性水性聚氨酯的胶膜制备
    4.3 结构表征及性能测试方法
        4.3.1 傅立叶变换红外光谱(FTIR)测试
        4.3.2 结晶性(XRD)测定
        4.3.3 乳液稳定性的测定
        4.3.4 乳液粒径及分布测试
        4.3.5 拉伸强度和断裂伸长率测定
        4.3.6 接触角的测定
        4.3.7 热失重测定
        4.3.8 黏度测定
        4.3.9 固含量的测定
    4.4 结果与讨论
        4.4.1 傅里叶红外光谱表征
        4.4.2 XRD峰图分析
        4.4.3 乳液的外观和稳定性分析
        4.4.4 胶膜的润湿性能分析
        4.4.5 乳液的粒径分析
        4.4.6 胶膜力学性能分析
        4.4.7 胶膜的热稳定性分析
    4.5 本章小结
5 全文总结
    5.1 结论
    5.2 创新点
    5.3 进一步工作进展
致谢
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文目录


【参考文献】：
期刊论文
[1]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)
[2]玉米黄粉酶解液在发酵生产黄原胶中的应用 [J]. 商峰,肖潇,吴一平,尹胜,王成涛,卢松,任桂美.  精细化工. 2019(01)
[3]胶原蛋白基木材胶黏剂的制备及表征 [J]. 王学川,李妍,任龙芳,王建华,耿瑾.  精细化工. 2018(04)
[4]基于合成氟二元醇改性水性聚氨酯研究 [J]. 王贺之,侯彩英,马国章,王少辉,贾金兰,吉轩.  皮革科学与工程. 2018(02)
[5]PDMS/氨基硅氧烷复合改性水性聚氨酯的制备与性能研究 [J]. 王亚东,张丹丹,张胜文,白绘宇,王玮,刘晓亚.  化工新型材料. 2018(02)
[6]有机硅改性聚氨酯/丙烯酸酯共聚乳液对棉织物的抗皱整理 [J]. 颜东,邓继勇,汪南方,王连军.  纺织学报. 2018(01)
[7]水性聚氨酯改性的研究进展 [J]. 程博,邓燕,陈松,高殿权.  纺织科学研究. 2018(01)
[8]磺酸型扩链剂用量对WPU胶膜性能影响的研究 [J]. 姜晓琴,肖淑欣,刘新浩,李敏灵,汤嘉陵.  聚氨酯工业. 2017(06)
[9]水性聚氨酯合成与改性研究综述 [J]. 颜昌琪,吕兴军.  广东化工. 2017(21)
[10]绿色概念下的水性聚氨酯分散体进展 [J]. 王武生.  涂料工业. 2017(11)

博士论文
[1]封闭型异氰酸酯及封闭型水性聚氨酯的合成、表征与性能研究[D]. 郭森.华南理工大学. 2016
[2]合成革用水性聚氨酯的制备及工程技术应用研究[D]. 张哲.陕西科技大学. 2015

硕士论文
[1]交联改性水性聚氨酯粘合剂的合成、结构及性能[D]. 刘转.陕西科技大学. 2019
[2]水性聚氨酯丙烯酸酯复合乳液的合成、表征与性能研究[D]. 伊廷法.太原理工大学. 2017
[3]纳米纤维素改性水性聚氨酯及其在木器涂料中的应用[D]. 潘汝潭.山东农业大学. 2017
[4]水性聚氨酯—丙烯酸酯—环氧树脂杂化乳液的制备与性能[D]. 李海涛.天津大学. 2017
[5]腐殖酸改性水性聚氨酯材料的制备及性能研究[D]. 赵振宇.江苏大学. 2017
[6]氟硅丙烯酸聚氨酯疏水涂层的构效关系研究[D]. 高举.福建师范大学. 2017
[7]双组分水性聚氨酯的制备与性能研究[D]. 李培礼.南京理工大学. 2017
[8]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
[9]有机硅改性水性聚氨酯涂饰剂的合成与表征[D]. 杨雪.浙江大学. 2014
[10]封闭型水性聚氨酯的制备及应用研究[D]. 贾妮.武汉理工大学. 2013



本文编号：3530455