聚氨酯聚丙烯酸酯乳胶型互穿聚合物网络的原位细乳液聚合研究

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1、浙江大学硕士学位论文聚氨酯/聚丙烯酸酯乳胶型互穿聚合物网络的原位细乳液聚合研究姓名：戴建才申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：詹晓力;陈丰秋20060801浙江大学硕士学位论文摘要胶乳型互穿网络聚合物(uPN)既有不同聚合物链的互穿网络结构又存在各自聚合物链的微相分离形态，是一类性能优异的多功能新型聚合物材料，制备方法的水性化实现了环境友好的绿色合成与应用。针对传统两步法合成PUA-LIPN的缺陷，本文提出通过原位细乳液聚合一步法合成聚氨酯，聚丙烯酸酯胶乳型互穿网络聚合物(PUA—L坤N)的新方法一以氟代丙烯酸酯为反应性助乳化剂

2、，制备稳定的混合单体细乳液，同步或分步实现同时含有缩聚，自由基聚合的原位细乳液聚合，一步法制备环境友好且性能优异的PUA--LIPN。异佛尔酮二异氰酸酯(PDI)与二醇反应生成聚氨酯，IPDI和水反应生成聚脲，这是两个平行反应。只有有效抑制IPDI的水解反应才能制备出性能优异的PUA—L刀PN。实现PUA-LIPN原位细乳液聚合需要解决的关键问题之一是研究水敏性单体IPDI的稳定性规律和水解反应的抑制方法。本文主要研究了水敏性单体IPDI的稳定性和原位细乳液聚合规律，探索在细乳液中分步或同步实现缩聚反应与自由基聚合的新方法，提出了水敏

3、性单体的细乳液聚合实施方法。选择Ⅱ'DI—H20体系，考察了水敏性单体IPDI的稳定性。结果表明：(1)甲苯一二正丁胺滴定法(要求无水体系)无法直接用于细乳液体系，本文对测定异氰酸酯(NC0)含量的实验条件进行了改进一细乳液取出后先要进行破乳，然后加热到50℃并搅拌lO分钟以上，再参照文献中实验方法滴定，滴定平均误差0．36％。(2)细乳液制备过程中NCO消耗在0．5％左右，在常温储存过程中IPDI与水的成脲反应很少。(3)在模拟细乳液聚合条件下，催化剂和温度对水解反应影响显著，有催化剂时升温到60。C，76．6％的NCO发生了水解反

4、应，界面上脲结构并不能形成有效钝化层阻隔或减缓二异氰酸酯与水的进一步反应。(4)憎水性l，12一十二二醇的加入可抑制水解反应，明显提高聚合产物中氨酯键的比例，以IPDI和l，12一十二二醇为主要原料，用原位细乳液聚合法可成功制备PUA—LIPN。PUA-LIPN原位细乳液聚合规律研究。选用反应活性适中的IPDI和l，12一十二烷基二醇为主要原料制备了PUA--LIPN，考察了催化剂二丁基锡二月桂酸酯(DBⅡ)L)添加顺序和浓度、反应温度、反应时间、十二烷基硫酸钠(SDS)浙江大学硕士学位论文浓度、刀PDI过量比例、甲基丙烯酸丁酯(BM

5、A)比例、互穿顺序等因素对主反应选择性和PU分子量的影响。结果表明：(1)选择如下配方和工艺条件时IPDI的水解反应比例最少：SDS的用量为单体总质量的1．67％之．5％，催化剂DBTDL的用量为单体总质量的0．1％-4)4％，SDS，oP-lo=1．o，砌过量10％一15％，BMA添加量在60％以上，反应温度在60-70℃。(2)采用同步互穿工艺比顺序互穿工艺更有利于抑制IPDI的水解反应，自由基聚合产物PBMA对生成PIT的缩聚反应有明显影响；(3)使用氟代丙烯酸酯(FA)作为反应性助稳定剂能制备稳定的PUA—uPN。(4)以聚氧

6、化丙烯二醇PPG一1000和IPDI为主要原料制备PUA—L玎PN，产物都是聚脲多聚氨酯少，这是因为PPG一1000水溶性高的缘故。关键词。乳胶型互穿网络聚合物聚氨酯聚(氟代)丙烯酸酯原位细乳液聚合反应性助乳化剂Ⅱ浙江大学硕士学位论文ABSTRACTLatexinterpenetratingpolymernetworks(LIPNs)areanimportantkindofmultifunctionalnovelpolymermaterialwitlIoutstandingl础ormance．inwhichtheinterpentra

7、dngstructureofdifferentpolymersandthemicrophaseseperationofsamepolymerscoexist．n屺aqueouspreparationmethodhaveaccomplishedtheenvironmentallyfriendlysynthesisandapplication．Polyurethaneandpolyacrylatehavethemostbroadapplicationinwater-bornecoatings，andthereismuchcomplemen

8、tationbetweenthermAsaresult,PUAhybridemulsionisthehotissueofrecentemulsionresearch．Accordingtothedisadvantageo