水性醋酸纤维高分子乳液的制备与性能研究

发布时间：2023-04-25 23:29

　　溶剂型涂料对环境和人体健康带来严重危害。因此,研究和开发以水为介质、价格低廉、绿色环保挥发性有机物基本为零的水性涂料成为高分子材料的主要发展方向。醋酸纤维素(CA)是一种可生物降解的天然高分子材料,具有优异的稳定性、耐酸易成膜等优点,被用于涂料、粘合剂、纺织等领域。但是醋酸纤维素不溶于水,只溶于部分有机溶剂,在使用过程中会产生大量的挥发性有机物,对环境造成极大的危害。本论文以CA为基材,通过桥连剂上异氰酸酯基(-NCO)与亲水单体上羟基(-OH)聚合形成-NCO封端的亲水性预聚体,再由预聚体上的-NCO与CA分子链上-OH反应,将亲水预聚体引入到CA分子链上,使其具有一定的亲水性,能自行分散于水中,制备出水性醋酸纤维乳液。该乳液有望用于水性涂料行业,为水性涂料开发新产品。通过研究得到如下结论。(1)以HDI(六亚甲基二异氰酸酯)为桥连剂的水性醋酸纤维(WCA)乳液的制备及性能研究将DMBA(二羟甲基丁酸)与HDI共聚产物接枝到CA分子链上制备出一种WCA乳液,通过单因素试验探讨了DMBA、HDI含量对WCA乳液及涂膜性能的影响。研究结果表明:n(HDI)﹕n(CA)=1.0﹕1,n(H...

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 涂料工业的发展状况
    1.2 水性涂料
        1.2.1 水性涂料的发展
        1.2.2 水性涂料的优点
        1.2.3 水性涂料的分类及VOC相关标准
    1.3 纤维素衍生物
        1.3.1 硝化纤维素的性质及用途
        1.3.2 醋酸纤维素的概念及发展
        1.3.3 醋酸纤维素的性质
    1.4 纤维素水性化常见的合成方法
    1.5 水性硝化纤维乳液
    1.6 水性醋酸纤维乳液
    1.7 纤维素水性化改性方法
    1.8 该课题主要的研究目的和意义
    1.9 该课题的研究内容
2 以HDI为桥连剂的水性醋酸纤维(WCA)乳液的制备及性能研究
    2.1 引言
    2.2 试验部分
        2.2.1 试验原料
        2.2.2 试验仪器
        2.2.3 WCA乳液的制备
        2.2.4 CA与 WCA胶膜的制备
    2.3 测定或表征
    2.4 结果与讨论
        2.4.1 HDI含量对乳液及胶膜性能的影响
        2.4.2 DMBA含量对乳液及胶膜性能的影响
        2.4.3 WCA样品的FT-IR分析
        2.4.4 WCA乳液纳米粒径分布及胶膜性能分析
        2.4.5 WCA乳液TEM分析
        2.4.6 WCA胶膜力学性能分析
        2.4.7 CA与 WCA胶膜热性能分析
    2.5 本章小结
3.以HDI、IPDI为桥连剂的HIWCA水性醋酸纤维乳液的制备及性能研究
    3.1 前言
    3.2 试验部分
        3.2.1 试验原料
        3.2.2 试验仪器
        3.2.3 试验制备
        3.2.4 胶膜的制备
    3.3 测试或表征
        3.3.1 乳液性能
        3.3.2 胶膜性能
    3.4 结果与讨论
        3.4.1 HIWCA样品的FT-IR分析
        3.4.2 HDI和 IPDI物质的量比对乳液性质的影响
        3.4.3 乳液粒径及其分布趋势
        3.4.4 HIWCA乳液微观形貌分析
        3.4.5 CA、HIWCA乳液涂膜的SEM分析
        3.4.6 HIWCA胶膜接触角分析
        3.4.7 CA与 HIWCA涂膜的热性能分析
    3.5 本章小结
4.聚乙烯醇/水性醋酸纤维复合乳液的制备及性能
    4.1 前言
    4.2 试验部分
        4.2.1 本实验所需的实验试剂及仪器
        4.2.2 PVA/HIWCA乳液的制备
        4.2.3 PVA/HIWCA乳液涂膜的制备
    4.3 PVA/HIWCA复合乳液的结构表征及性能测试
        4.3.1 乳液贮存稳定性测试
        4.3.2 HIWCA样品的FT-IR分析
        4.3.3 乳液粒径及其分散性测试
        4.3.4 乳液微观形貌测试
        4.3.5 乳液涂膜力学性能测试
        4.3.6 乳液涂膜耐水性测试
        4.3.7 乳液涂膜微观形貌分析
        4.3.8 乳液涂膜热重测试
    4.4 结果与讨论
        4.4.1 PVA含量对PVA/HIWCA乳液性能影响
        4.4.2 PVA含量对PVA/HIWCA膜力学性能的影响
        4.4.3 PVA用量对PVA/HIWCA涂膜耐水性的影响
        4.4.4 红外光谱分析
        4.4.5 PVA/HIWCA乳液TEM分析
        4.4.6 PVA/HIWCA膜 SEM分析
        4.4.7 PVA/HIWCA涂膜的热性能分析
    4.5 本章小结
5 结论与创新点
    5.1 结论
        5.1.1 水性醋酸纤维乳液(WCA)的制备
        5.1.2 HIWCA水性醋酸纤维乳液的制备
        5.1.3 PVA/HIWCA水性醋酸纤维复合乳液的制备
    5.2 创新点
致谢
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文



本文编号：3801277