基于丙烯酸酯无机硅的交联改性水性聚氨酯的合成及性能研究.pdf

《基于丙烯酸酯无机硅的交联改性水性聚氨酯的合成及性能研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、中国科学技术大学硕士学位论又基于丙烯酸酯／无机硅的交联改性水性聚氨酯的合成及性能研究作者姓名：学科专业：导师姓名：完成时间：李治高分子化学与物理张兴元教授二O一二年五月十日UniversityOfScienceandTechnologyofChinaAdissertationforMaster’SdegreeSynthesisandPropertiesofWaterbornePolyurethaneBasedonPolycarylate／InorganicSiliconbyCross—linkingModificationAU曲or’sname：Speciality：S’。uperw’sor

2、：Finishedtime：ZhiLiPolymerChemistryandPhysicsProf．XingyuanZhangMay10m，2012中国科学技术大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行研究工作所取得的成果。除己特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含任何他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中作了明确的说明。p作者签名：篷丝签字日期：垄垒：生!{中国科学技术大学学位论文授权使用声明作为申请学位的条件之一，学位论文著作权拥有者授权中国科学技术大学拥有学位论文的部分使用权，即：学校有权按有关规定向国家有关部门或

3、机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文编入《中国学位论文全文数据库》等有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。本人提交的电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。图公开口保密(——年)作者签名：聋丝导师签名：型一导师签名：吻盈乏Z2签字日期：垄垒：』：2签字日期：11夕l乙，‘、f摘要捅墨水性聚氨酯(wPU)以其良好的性能以及绿色环保的特点，在涂料、胶黏剂、纺织等多个领域开始受到人们的重视，但由于它是以水为溶剂且分子链中含有亲水性基团，因此它的一些性能还达不到人们要求。针对水性聚氨酯(WPU)的缺陷

4、和不足之处，科研者研究各种新方法对其进行性能的改进。采用其他有机材料和交联方式对其改性是常用的改性手段。本文分别采用有机的丙烯酸酯来交联改性和无机的硅来交联改性水性聚氨酯。常规的丙烯酸酯交联改性WPU是通过甲基黟j烯酸羟乙酯(HEMA)封端聚氨酯分子链，之后加入引发剂引发核中的硪烯酸酯类单体与壳中聚氨酯共聚，形成丙烯酸酯．聚氨酯复合乳液(PUA)，乳液戚膜后生成交联结构，但此方法由于作为交联点的双键只能通过封端PU来引入，因此最终交联程度很低，致使涂膜性能的提升不显著。本文用侧链含不饱和双键的三羟甲基丙烷单烯丙基醚(TMPME)-C元：醇对WPU进行扩链，之后与丙烯酸酯类单体共聚，通过这种方

5、式引入大量的双键提升涂膜的交联度从而提升涂膜的性能。而在无机硅交联改性WPU方面，本文使用WPU分子作为乳液聚合的大分子乳化剂，进行甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷(MPS)的孚L液聚合，合成出了核壳型的PMPS／PU复合乳液。相比于传统的方式即用3．氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)对WPU进行封端，本文由于WPU胶粒双电层排斥和位阻保护效应，具有核壳结构的PMPS／PU复合乳液能稳定长久贮存，且成膜时MPS能够生成大量的Si．0．Si无机交联结构，对涂膜的耐磨性、耐溶剂性、耐水性、力学强度等有显著提升。1．通过采用侧链含双键的TMPME代替l，4．丁二醇(BDO)作为扩链剂合成出水性聚氨酯乳液

6、，而后用6。Co射线引发丙烯酸酯类单体使其聚合于聚氨酯侧链上。调节TMPME／BDO的比例制备了不同TMPME含量的核壳型PUA，研究了不同交联度对聚氨酯材料耐溶剂、耐水、耐热性等耐候性的影响。2．使用水性聚氨酯作为大分子乳化剂和位阻稳定剂，对MPS进行乳液聚合。考察了进料工艺、反应温度、PH等因素对含MPS聚氨酯乳液稳定性的影响，从而制备出高含量MPs的GPMPS为核聚氨酯为壳的复合乳液。对复合粒子形态、乳液粒径的大小和分布还有乳液Zeta电势进行了测试和表征。3．对PMPS／PU复合乳液成膜后的Si．0．Si无机交联结构进行了固体硅核磁的表征。制备出了一系列无机交联含量不同的聚氨酯涂膜，

7、研究了不同交联度对聚氨酯涂膜耐磨、耐溶剂、耐热性和聚氨酯结晶度的影响。同时揭示了聚氨酯软段的含量对含有Si。O．Si无机交联结构的聚氨酯材料成膜性的影响。摘要关键词：溶胶一凝胶反应有机交联乳液聚合大分子乳化剂水性聚氨酯核壳结构甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷丙烯酸酯PUA无机交联三羟甲基丙烷单烯丙基醚AbstractABSTRACTWaterbornepolyurethanehasattractedmoreat