探究聚氨酯聚丙烯酸酯胶乳型互穿网络聚合物lipn的研究

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1、南京工业大学硕士学位论文聚氨酯/聚丙烯酸酯胶乳型互穿网络聚合物LIPN的研究姓名：陈莉申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：陈苏2002.3.1摘要f互穿网络聚合物(IPN)是两种或两种以上交联聚合物相互贯穿而形成的交织网络聚合物，是聚合物共混与复合的重要手段，由于互穿聚合物网络性能优越、制备简便，它已成为改善高分子性能的一个重要的迅速发展的新领域。IPN已成为近代多相聚合物的主要发展方向之一，而以聚氨酯作为一种组分的IPN是最有发展前途的品种之一，这是因为聚氨酯的预聚物易与其它单体或预聚物混合，进行互不干扰的平行反应，得到性能优异的IPN材料

2、。随着人们环保意识的提高，无毒害的胶乳型IPN(LIPN)已经引起了国内外科学家的广泛关注，但有关LIPN的报＼州7“道还仅限于专利范围J本文合成了聚氨酯／聚丙烯酸酯胶乳型互穿网络，并对它的／性能进行了分析和表征。首先利用自乳化法合成工艺制备了机械性能优异的阴离子型水性聚氨酯，由于其耐水性不良，遇水易发白，因此利用胶乳型互穿网络(LIPN)合成技术合成了聚氨酯(PU)／聚丙烯酸酯(PA)LIPN，以提高其耐水性。探讨了原料的预处理、扩链剂、单体加入方式以及pH值、反应温度等工艺条件对LIPN合成的影响。并将制得的PU／PALIPN与PU／PA的机械

3、共混物进行比较，考察了不同共混方式对体系相容性以及各项性能的影响。并且探讨了PU／PALIPN不同组成、不同／NCO／OH摩尔比、以及纳米材料的加入对其性能的影响。溴主要结果如下：＼lPU／PALIPN显著改善了PU乳液耐水性、克服了遇水易发白的致命缺点，使其吸水率由141．10％降低至37．71％。在合成PU乳液时加入纳米二氧化硅，使其耐水性进一步降低至1I．34％，并彻底解决了PU乳液涂膜遇水发白的问题。2PU／PALIPN与机械共混物相比，由于两种聚合物之间聚合物链的大量互穿与缠结，使其相容性显著提高，从而机械性能如拉伸强度、断裂伸长率比机械

4、共混物成倍增加，从DSC分析结果可以看出，PU／PAI：l机械共混物有两个玻璃化转变温度(Tg)，且分别等于两种聚合物的Tg，说明这两种聚合物为完全不相容体系，而PU／PAl：1化学共混制得的LIPN只有一个Tg，并且稍向高温靠拢，显示了其相容性的提高。3通过对LIPN机械性能分析，发现LIPN拉伸强度和断裂伸长率与组成的关系有极大值。拉伸强度在PA含量为33％时出现极大值，断裂伸长率在PA含量为25％时出现极大值。分析结果还表明，随NCO／OH摩尔比的增加，其拉伸强度增加，而断裂伸长率降低。纳米二氧化硅的加入使机械强度显著提高。4通过SEM、DS

5、C、DMA、WAXD现代分析技术，详细表征了L[PN的结构形态。从WAXD谱图判断LIPN为非结晶聚合物。从DSC、DMA图谱分析，随着PU／PALIPN中PA含量的增加，其Tg向高温靠拢的程度减小，蟾6的半峰宽减小，PA含量达67％时，t95图中出现了两个玻璃化转变峰，说明出现了部分相分离，从SEM照片中更直观地观察到随PA含量增加，其相畴尺寸增大，相界面更加清晰，相容性逐渐减小的变化规律。5用激光粒度仪对乳液的粒径及其分布进行了测试，结果表睨，NCO／OH摩尔比增大导致乳液粒径的增大。PA含量的增加也使粒径有增大的趋势，但PA含量较少时，由于两

6、种网络的互穿，使粒径稍有减小。纳米二氧化硅的2n．,k使粒径减小ak／关键词；聚氨酯乳液√聚丙烯酸酯V互穿网矿胶乳型互穿网鳍_性能与表征Abs仃actInterpenetratingpolymernetworks(IPNs)areintimatemixturesofcrosslinkedpolymersheldtogetherbypermanententanglements．TheyareclassifiedbysequentialIPN，simultaneousIPNandlatexIPN(LIPN)．Recently,IPNshavebeenp

7、aidattentionextensivelybyscientistsandconaitutearapidlydevelopingbranchofpolymercompositematerials，whichmaycombinethepropertiesofthecomponentsformingnetworks．TheIPNs．composedwi也polyurethane(PU)aSacomponent，arethemostpromisingones．ThereaSonisthatthepolyurethaneprepolymerisaptto

8、blendwithothermonomersorprepolymersandtheyCanreactinparallelw