阴离子型水性聚氨酯的合成与改性研究

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1、天津科技大学硕士学位论文摘要水性聚氨酯是以水为分散介质的二元胶体体系，与溶剂型聚氨酯相比具有无毒、不易燃烧、不污染环境等优点，已被广泛应用于皮革涂饰、汽车涂装、纤维处理、造纸工业助剂、涂料和粘合剂等领域。本课题采用阴离子自乳化法引入亲水基团DMPA合成了稳定的聚氨酯乳液。在前人研究工作的基础上进一步探讨了水性聚氨酯的物理结构与性能的关系，并对其进行了封闭改性的初步尝试。研究表明：聚氨酯分子链中作为软段的聚合物多元醇结构不同，其乳液粘度、粒径、膜的耐水性、硬度、和拉伸强度也不同。这主要与软段的柔顺性及软段中是否带有侧基有关；提高．NCO／．OH摩尔比、增加DMPA和小

2、分子扩链剂用量均使聚氨酯分子链中硬段含量增加，膜的拉伸强度提高，断裂伸长率降低；通过对末封闭体系动态力学性能的研究发现聚氨酯分子链中硬段含量的提高，导致聚氨酯软段的玻璃化温度(Tg)升高，软硬段相分离程度降低；扩链剂的结构、用量及复配方法对乳液及膜性能有影响，乙二胺扩链比醇类扩链综合性能优良。此外，反离子种类和用量也对聚氨酯乳液粒径、粘度和膜力学性能有影响。通过对封闭改性体系的研究发现：封闭后的聚氨酯比未封闭的聚氨酯乳液稳定性提高：封闭剂结构不同其解封温度不同(解封温度用DSC法可确定)，而且封闭剂的结构对乳液粒径、外观、稳定性也有影响；封闭固化后的膜在耐水性、硬度

3、等方面均优于未封闭固化的膜。关键词：水性聚氨酯合成封闭改性封闭一解封反应摘要ABSTRACTAwater-bornepolyurethane(WPU)isdefinedasabinarycolloidalsysteminwhichPUparticlesaredispersedinacontinuousaqueousmedium．Incontrasttothesolvent—bornepolyurethane，thewater—bornepolyurethanehaveadvantagesofbeingfreefromtoxicityandpollutionetc．，

4、whichthuswassteadilyexpandeditsapplicationintextilecoatings，sizingandadhesivesfornumbersofpolymericmaterials，leathersurfaceetc．，InthjSpaper,thestableaqueouspolyurethanewaspreparedbasedonanionicself-enmlsifiedprocess，incorporateddimethylolpropionicacid(DMPA)intotheprepolymerbackbone．The

5、structure—propertyrelationsofWPUwerefurtherdiscussedandblockingmodificationwasprimarilyresearched．Theresultsshowedthatfirstly,thedifferentstructuresofpolyesterolsresultedindifferentpropertiesofPUsuchasparticlesize，viscosityofemulsions，tensilestrengthoffihns。Secondly,thestudyonthedynami

6、cmechanicspropertiesofunblockedsystemsshowedthattheglasstransitiontemperature(Tg)ofthesoft—segmentsroseandthephrasecompatibilityofsoft--andhard--segmentswasimprovedwhenthecontentsofhard—segmentsincreasedbyelevatingtheratioof-NCO／-OHandthedosagesofDMPAandextender．Thirdly,theinfluencesof

7、thestructure，dosageandmixofchainextendersonthepropertiesofemulsions&filmswerestudied．Theresultsindicatedthattheemulsionextendedwithethylenediamine(EDA)hadbeRerpropertiesthanthatoftheemulsionextendedwithdiols．Moreover，thecounter-ionworkedstrongeffectsonthephysicalpropertiesofPU．Inaddi