大豆油—乳酸改性水性聚氨酯乳液的制备及性能研究

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1、学校代码：10255学号：21l0494第季大学硕士学位论文东华大学学位论文原创性声明＼渊嬲本人郑重声明：我恪守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已明确注明和引用的内容外，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及成果的内容。论文为本人亲自撰写，我对所写的内容负责，并完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：互甲彳岳日期：2014年1月6日东华大学学位论文版权使用授权书学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部

2、门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权东华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，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密D，在年解密后适用本版权书。本学位论文属于?不呵口。学位论文作者签名：主甲檑日期：2014年1月6日指导教师签名：砑＼节日期：2014年1月6日＼0髓懋大豆油．乳酸改性水性聚氨酯乳液的制备及性能研究大豆油一乳酸改性水性聚氨酯乳液的制备及性能研究摘要聚氨酯是一类性能优良的合成材料，它具有耐低温、柔韧性强和耐磨性好、粘结强度大等特点，所以聚氨酯材料在曰常生活

3、乃至工业领域有着广泛的应用。目前聚氨酯以溶剂型为主，但是溶剂型产品面临的最大问题就是有机溶剂的挥发造成环境的污染，已经不符合绿色环保的发展趋势和日益严格的法律法规。所以，水性聚氨酯逐渐代替了溶剂型聚氨酯，成为产品开发与研究的热点。近年来，随着人们对于材料功能性和环保性的要求日益提高，人们对于新型聚氨酯的研究与开发也更加深入。一方面是从合成聚氨酯的原材料出发，寻找新型、环保、可再生的资源作为原料，如使用植物油制备多元醇，作为聚氨酯的原料；另一方面，由于聚氨酯在耐热性、力学性方面还存在一定的不足，需要通过共聚、缩聚等方法进行改性或者改进原料，

4、增强分子间的结合，从而加强或改善聚氨酯的各项性能。本文以大豆油作为原料，通过环氧化反应制备得到一系列具备不同环氧值的环氧大豆油。以此为原料，通过直接开环及乳酸开环反应制备了具备一定羟基值的大豆油多元醇(SOP)及大豆油一乳酸改性多元醇(LA．SOP)，并与异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二羟甲基丙酸(DMPA)和三乙胺(TEA)等原料反应，经自乳化法成功的制备出了大豆油改性水性聚氨酯分散液和大豆油一乳酸改性水性聚氨酯分散O悠懋大豆油．乳酸改性水性聚氨酯乳液的制各及性能研究液。首先通过正交实验和单因素实验结合的方式，得出了制备环氧大豆油的最

5、佳工艺：m(大豆油)：m(双氧水)：m(甲酸)-1：O．6：0．4，反应时间为24小时，反应温度为60℃。在此条件下制得环氧大豆油的环氧值约为4．4％，同时得到了制备大豆油多元醇的最佳工艺：m(环氧大豆油)：m(甲醇)：m(氟硼酸)=l：2：O．01，反应时间为2小时，反应温度为50℃；制备环氧大豆油一乳酸改性多元醇的最佳工艺：m(环氧大豆油)：m(乳酸)=1：O．6，反应时间为16h，反应温度为90℃。其次，通过系统研究合成制备工艺过程中多种因素对乳液黏度以及胶粒粒径的影响，发现当控制中和度为100％，R值为1．2，DMPA含量为6％时

6、制得的乳液在乳液粒径、黏度以及耐水性方面均达到预期的要求，可用于制备水性聚氨酯乳液。经FT-IR图谱分析确认，大豆油改性水性聚氨酯及大豆油．乳酸改性水性聚氨酯成功合成。通过TEM照片可以观察到乳液中的粒子，结构完整清晰，粒径大小比较均一，引入了乳酸的大豆油改性水性聚氨酯粒径相对较大，达到了100nm左右，而大豆油改性水性聚氨酯乳液粒径稳定在80nm左右。利用大豆油．乳酸为多元醇合成的水性聚氨酯，涂膜的热稳定性相对于以大豆油多元醇为原料合成的水性聚氨酯有较大提高。利用羟基值相当的大豆油多元醇及大豆油．乳酸多元醇为原料合成的水性聚氨酯，后者的

7、T25从2850C上升至301oC，Tmax由355。C上升至414。C，并且热分解由两个阶段变为三个阶段。这是由于乳酸的引入使得多元醇与异氰酸酯的内部交联更加充分，丰富了大豆油一乳酸改性水性聚◇缝缴大豆油．乳酸改性永性聚氨酯乳液的制备及性能研究氨酯软硬段间的相互作用，加强了大分子间的作用力，使得微相分离的程度进一步增强，Tgl与T92相差也进一步增大。随着大豆油一乳酸多元醇的引入，涂膜的拉伸强度逐渐增加，同时断裂延伸率减小。羟基值相当的SPU与LA．SPU，当羟基值都在140mgKOH／g左右时，其拉伸强度由1．47MPa增长至5．75

8、MPa，相应的其断裂延伸率也由250％缩减到153％。大豆油．乳酸多元醇的引入增强了反应程度及大分子间的作用力，在乳液成膜的过程中会增加链缠结的程度，致使成膜韧性提高，拉伸强度增加。关键字：大