含氟丙烯酸酯改性水性聚氨酯的合成

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1、分类号：TQ630.1单位代码：10190研究生学号：201506014密级：公开硕士学位论文李珩2018年6月含氟丙烯酸酯改性水性聚氨酯的合成SynthesisofFluorinatedAcrylateModifiedWaterbornePolyurethane硕士研究生：李珩导师：周超教授申请学位：理学硕士学科：高分子化学与物理所在单位：化学工程学院答辩日期：2018年6月授予学位单位：长春工业大学长春工业大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的硕士学位论文《含氟丙烯酸酯改性水性聚氨酯的合成》，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除

2、文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名：日期:年月日长春工业大学硕士学位论文版权使用授权书本学位论文作者及指导教师完全了解“长春工业大学研究生学位论文版权使用规定”，同意长春工业大学保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权长春工业大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。保密的论文在解密后遵

3、守此规定。作者签名：日期:年月日摘要摘要近年来，各项环保法规逐渐出台，人们对环境友好的重视程度与日俱增，聚氨酯（PU）中因有大量有机溶剂而无法满足健康环保这一要求，因此对环境污染较小的水性聚氨酯材料（WPU）应运而生。然而WPU却有着耐水、耐热性和力学性能较差这一弱势，为了改善其性能，我们采用含氟丙烯酸酯（FA）对其进行改性，以期得到性能、安全与环保兼备的优良产物。实验采用聚四氢呋喃二醇（PTMG）、异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、二羟甲基丙酸（DMPA）等为主要原料，甲基丙烯酸羟乙酯（HEMA）为接枝剂，全氟辛基乙基丙烯酸酯（FA）为改性剂合成了一系列FA改性水

4、性聚氨酯乳液（WPUFA），并干燥成膜。分别考察了HEMA含量、FA含量与不同的内部结构对其乳液与胶膜性能的影响，并采用红外光谱（FT-IR）、光学性能、接触角、力学性能、热重分析（TGA）、扫描电子显微镜（SEM）等对其表征。（1）合成不同HEMA含量的WPUFA乳液，表征发现HEMA含量对合成的乳液和胶膜性能有一定的影响，其少量或者过量时都无法同时达到综合性能的优异，只有当HEMA与-NCO基团摩尔比相同时，得到的产物较为理想。（2）合成一系列不同FA含量的WPUFA乳液，表征发现FA含量对改性的乳液及胶膜性能有很大的影响。FA含量增加，乳液粒子粒径变大，黏度

5、变低，胶膜耐水性、力学性能、耐热性能都有不同程度的提升，但透光率变差。且通过SEM图像可以清楚的观察到加入FA之后胶膜断面出现的相分离现象，随着FA含量增多，胶膜中观察到相分离现象会更明显。同时对胶膜进行了成膜温度和后处理温度对胶膜表面性能影响的测试，结果表明当成膜温度和热处理温度升高时，接触角变大，但不会持续变大，温度达到一定程度后接触角不增反降。（3）通过不同反应方式合成三种不同结构的WPUFA乳液，表征发现形成WPU-FA交联型结构的乳液粒径小，胶膜力学性能和耐热性都比较优异，胶膜吸水率低，但接触角小于非交联结构。非交联结构的乳液接触角较大，但是其力学性能较

6、差。而WPU自交联型结构的乳液及胶膜性没有表现出突出的性能。关键词：水性聚氨酯含氟丙烯酸酯耐水性力学性能耐热性IAbstractAbstractInrecentyears,variousenvironmentalprotectionregulationshavebeengraduallyintroduced,peopleattachmoreandmoreimportancetotheenvironment,polyurethane(PU)cannotmeettherequirementofhealthyandenvironmentalprotectionbecau

7、setherearealargenumberoforganicsolvents.Therefore,waterbornepolyurethane(WPU),whichhaslessenvironmentalpollution,emergedasthetimesrequire.However,WPUhasthedisadvantageofpoorwaterresistance,heatresistanceandmechanicalproperties.Inordertoimproveitsproperties,wemodifieditwithfluorinateda

8、cryla