烷羟基硅油改性水性聚氨酯的合成和性能研究

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1、浙江大学硕士学位论文烷羟基硅油改性水性聚氨酯的合成和性能研究姓名：姚明申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：李伯耿20060601浙江大学硕士学位论文摘要本文研究了含活泼氢官能团的烷羟基硅油的合成、表征及其在烷羟基硅油改性聚氨酯胶乳合成中的应用，研究了不同结构的烷羟基硅油改性聚氨酯胶乳的性能及其作为皮革涂层的应用特性。论文首先以八甲基环四硅氧烷(D4)、烯丙基聚醚、四甲基二氢二硅氧烷(简称含氢双封头)等为主要原料，合成了PDMS一1、PDMS一2和PDMS一3三种不同结构和聚合度的烷羟基硅油，并采用超导核磁共振

2、波谱仪、红外光谱仪对目标产物的结构进行了表征。论文重点研究了不同烷羟基硅油改性水性聚氨酯的合成和性能，考察了NCO／OH比值、亲水基用量、丙酮用量等因素对乳液稳定性的影响，以及烷羟基硅油用量对乳液稳定性、流变性能以及涂膜的表面性能、耐水性和耐溶剂性能的影响。分别通过透射电镜和流变仪分析了胶乳的粒子形态与流变特性，建立了乳液微观和宏观性能之间的关系；采用扫描电子显微镜和接触角测量仪考察了薄膜的表面形貌和性能，通过吸水率和吸甲苯率的测定考察了涂膜的耐水性能和耐溶剂性能，通过拉伸实验考察了涂膜的机械性能。研究结果表明，烷

3、羟基硅油的质量百分数在6％以内，能得到稳定的乳液；不同的烷羟基硅油结构将使其改性胶乳液具有不同的稳定性；乳液失稳的原因是由于烷羟基硅油改性后聚氨酯分子的亲水性降低，疏水性增强，生成部分粒径为几百纳米的乳液颗粒，导致乳液失去稳定性；烷羟基硅油改性对于乳液的流变性能没有影响；烷羟基硅油的改性极大地影响了涂膜表面的形貌，未改性的涂膜表面平整，改性后涂膜呈明显的海岛结构；加入质量百分数为2％的烷羟基硅油就能使涂膜的水接触角从820提高到1030，大幅度地提高了涂膜的表面疏水性：加入质量百分数为2％的烷羟基硅油能使涂膜的吸水

4、率降低约50％，涂膜的耐水性有较大的提高。同时发现，用于改性水性聚氨酯的烷羟基硅油类型对于涂膜的耐甲苯性影响存在着差异，PDMS．1改性的涂膜在甲苯中浸泡后变粘，PDMS一2和PDMS一3改性的涂膜在甲苯中浸泡241；还保持完整的膜；少量的硅油改性对于涂膜的机械性能无不良的影响。浙江大学硕士学位论文将一系列烷羟基硅油改性水性聚氨酯涂饰于皮革表面，静态法测定了涂饰后皮革的透水汽性，耐摩擦牢度法测定了皮革的耐干湿擦牢度，发现烷羟基硅油改性的聚氨酯乳液用于皮革涂饰时，在常温下，皮革的透水汽性略有降低，防水性得到改善，同时

5、皮革的耐干擦牢度也从3级提高到了5级，皮革的耐湿擦牢度则没有变化。关键词：水性聚氨酯烷羟基硅油改性皮革涂饰H浙江大学硕士学位论文ABSTRACTInordertodevelopasiliconemodifiedpolyurethanelatexforleather，aseriesofalkylhydroxyl-containingsiliconewithactivehydrogenwassynthesized，characterized，andusedtopreparethealkylhydroxyl—contai

6、ningsiliconemodifiedpolyurethanelatex；theperformanceofalkylhydroxyl-containingsiliconemodifiedwaterbomepolyurethaneonleathersurfacewasinvestigated．Thealkylhydroxyl-containingsiliconewithvariousstructnreandpolymerizationdegreewaspreparedbasedonD4，allylicpolyeth

7、er．FouriertransforminfraredandH-NMRwereusedtoidentifythestructureofthesilicone．Wefocusedonthepreparationandcharacterizationofvariouscompositionalkylhydroxyl-containingsiliconemodifiedpolyurethanelatex．Thekeyfactorsthataffectedthestabilityofemulsionwereinvestig

8、ated，findingtheproperNCO／OHratio，hydrophilicgroupandacetonequantityratio．Weinvestigatedtheinfluenceofalkylhydroxyl—containingsiliconeonthepropertiesofwaterbornepolyurethane(1ikesta