纯水性聚氨酯纳米乳液及其抗菌与超疏水涂层的制备与研究

发布时间：2022-12-11 12:47

　　环境友好型水性聚氨酯乳液（WPUs）在新材料领域具有潜在的发展潜力。本文分别研究了超疏水性、抗菌型和纳米型水性聚氨酯乳液的设计与合成。NCO/OH比值（r）、多元醇及多元醇的摩尔比等是影响WPUs性能的关键。当NCO/OH的比值为1.2时,WPUs的粒径和散性指数分别小于50 nm和0.1。此外,一种新颖的胍基型二羟甲基丙酰胺（DMG）被实验室设计和合成,并将其作为扩链剂引入到水性氟化聚氨酯的分子链中,设计和制备出上层抗菌,次级层防污的水性氟化聚氨酯涂层。该类涂层对革兰式阴性的大肠杆菌和革兰式阳性的金黄色葡萄球菌表现出优异的杀菌性。而且胍基能够促进水性聚氨酯薄膜的形成,使薄膜表面具有适宜的表面粗糙度。当胍基团在水性氟化聚氨酯（WFPUs）分子链中的含量达到11%时,WFPUs涂层表现出优异的超疏水性和机械耐久性,并且WFPUs涂层能够显著提高棉织物的疏水性。这些令人着迷的疏水和抗菌水性树脂的成功合成,可能为可持续形式材料的研发提供了新的见解,这些材料可应用于医用植入物、食材包装、生物传感器、自清洁材料、太阳能电池、油水分离系统和防冻材料等领域。 

【文章页数】：64 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 前言
    1.2 纯水性聚氨酯
        1.2.1 纯水性聚氨酯的历史及其发展的关键
        1.2.2 纯水性聚氨酯的合成路线探索
    1.3 抗菌防污水性聚氨酯涂层
        1.3.1 纳米改性水性聚氨酯抗菌涂层
        1.3.2 有机/无机复合改性水性聚氨酯抗菌涂层
        1.3.3 有机共聚合改性水性聚氨酯抗菌涂层
    1.4 水性聚氨酯超疏水涂层
    1.5 课题的研究内容与意义
第2章 纯水性聚氨酯纳米窄带乳液的制备
    2.1 前言
    2.2 实验
        2.2.1 实验药品
        2.2.2 WPUs的合成
        2.2.3 实验表征
    2.3 WPUs的测试结果分析
        2.3.1 WPUs的化学结构分析
        2.3.2 WPUs的分散性分析
        2.3.3 WPUs的黏度和固含量分析
    2.4 章节小结
第3章 抗菌型水性聚氨酯涂层的制备与性能研究
    3.1 前言
    3.2 实验
        3.2.1 实验材料
        3.2.2 DMG扩链剂的合成
        3.2.3 抗菌水性氟化聚氨酯乳液的制备
        3.2.4 GWFPU薄膜的制备
        3.2.5 乳液的最低抑菌浓度研究
        3.2.6 GWFPU薄膜表面的抗菌、防污性研究
        3.2.7 实验表征
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 DMG和 GWFPU薄膜的化学结构
        3.3.2 GWFPUs乳液的分散性
        3.3.3 GWFPUs粒子的微观聚集形态
        3.3.4 GWFPUs薄膜的结晶性
        3.3.5 GWFPUs薄膜的热性能
        3.3.6 GWFPUs薄膜表面的抗菌性和防污性
    3.4 章节小结
第4章 水性聚氨酯超疏水涂层的制备与性能研究
    4.1 前言
    4.2 实验
        4.2.1 实验材料
        4.2.2 WFPUs乳液的制备
        4.2.3 WFPUs薄膜的制备
        4.2.4 棉织物的涂层制备
        4.2.5 实验表征
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 WFPUs薄膜的化学结构分析
        4.3.2 WFPUs薄膜的化学组成分析
        4.3.3 WFPUs粒子的聚集形貌分析
        4.3.4 WFPUs薄膜的疏水性分析
        4.3.5 WFPUs薄膜的表面形貌分析
        4.3.6 涂层棉的疏水性
    4.4 章节小结
第5章 结论
参考文献
致谢
攻读学位期间所开展的科研项目和发表的学术论文



本文编号：3718806