基于丙烯酸改性水性聚氨酯的制备及结构表征

《基于丙烯酸改性水性聚氨酯的制备及结构表征》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、郑州大学硕士学位论文丙烯酸改性水性聚氨酯的制备及结构表征姓名：路剑威申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：蒋登高20040524郑州大学硕士论文摘要水性聚氨酯(PU)在制备和使用过程中较少使用有机溶剂，产品中挥发性有机物含量很低，较少影响环境，发展十分迅速。水性聚氨酯与有机溶剂型的聚氨酯相比，还存在着成膜光泽度不好、成膜时间较长、耐腐蚀性不强、固含量较低、与基材润湿性能欠佳以及价格昂贵等缺点。对水性聚氨酯进行改性，使其克服应用上的缺点，可在水性聚氨酯中引入具有其它性能的树脂。本文用异佛尔酮二异氰酸酯、聚酯多元醇和二羟甲基丙酸(DM

2、PA)反应得到异氰酸根封端的聚氨酯，并用甲基丙烯酸羟乙酯对其进行完全封端，再用三乙胺对体系进行中和，然后使其乳化于水得到水性聚氨酯预分散体。加入甲基丙烯酸甲酯，使其中的双键与水性聚氨酯预分散体中的双键发生聚合。首次用该种方法得到了性能比较优异的丙烯酸酯改性水性聚氨酯分散体(WAPU)，并研究了其合成和影响其部分性能的因素，并对其结构进行了表征。实验确定了稳定存在的分散体的反应最佳工艺条件为预聚时间60min、预聚温度80。C、中和温度304C、乳化时间O．5h、共聚温度70℃及共聚时间2h。通过调整影响分散体稳定性的因素，发现：Ri(

3、『--NCO]／[一OH])在1．2．1．4范围内，随着Ri增加，产品稳定性增加：当Ri在1．4．2．0范围内，随着Ri增加，产品稳定性却下降；随着二羟甲基丙酸含量增加，分散体粘度会随之增大，在其含量为6％0时，分散体粘度适中。分析预分散体体粘度发现，随着温度升高，聚氨酯链运动加剧，破坏部分氢键，聚氨酯链间作用力减弱，导致粘度下降。红外谱图表明WAPU存在着明显的氢键行为。丙烯酸树脂的分子链上存在少量羧酸根阴离子，导致氢键作用除了存在于聚氨酯链之间外，也存在聚氨酯部分与丙烯酸酯部分之间，使体系具有一定的相容性和共混程度。利用Ozawa

4、法和Kissinger法得到异氰酸酯与水反应产物的表观裂解活化能分别为60．676kj／mol和59．440Kj／tool。从异氰酸酯与水反应的产物、与DMPA反应的产物、Pu和WAPU的膜的热重分析曲线发现初始分解温度依次升高，说明其耐热性依次提高。通过WAPU的热重曲线以及WAPU的表面红外分析图发现，初始阶段的热失重主要是硬段的降解所引起的，为氨基甲酸酯基中N--C键的断裂。从WPU的DSC谱图可以看出，用丙烯酸酯改性改变了Pu的玻璃化温度，在一定程度郑州大学硕士论文上提高了其应用范围。扫描照片表明预分散体的膜表面不均匀，链段相

5、互之间结合并不紧密，而WAPU膜的扫描图片，表面比较均匀。WPU膜鳞状十分明显，表明分子中存在明显的局部有序排列。而改性后由于丙烯酸酯的共聚导致分子结构的排列有序性下降，分子结构的局部有序被破坏。关键词：水性聚氨酯；丙烯酸酯；改性；红外光谱分析；热重分析差热热重分析；扫描电镜分析郑州大学硕士论文ABS“tC’ITheresearchinwaterbornepolyurethane(WPU)developsveryquickly．Itisfriendlytoenvironmentbecausethelowvolatileorganicc

6、ompoundiscausedbylittleorganicsolventusedinthepreparationandtheusageofWPU．Comparedwithorganicsolventpolyurethane．WPUhassomedisadvantagessuchasbadfilmpolish，longertimeoffilmpreparation，hardendurancetocorrosion，badlownessofsolidcontent，hardperformanceofwettingabilitytObac

7、kingandexpensivepriceandSO0n．Inordertoovercomethedefectsinapplications．Ⅵ甲Ushouldbemodifiedbyintroducingsomeresins．NCO-envolopedpolyurethanepreparedwithisophoronediisocyanates(IPDI)．polyesterpolyhydricalcoholanddimethylolpropionicacid(DMPA)wasenvelopedwithhydroxylethylme

8、thylacrylate(HEMA)．Thenthesystemwasneutralizedwithtriethylamine(TEA)．Thepre—WPUwasobtainedbythesystememulsifie