【碩士】雙組分水性聚氨酯的制備及其成膜機理研究

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　　【碩士】雙組分水性聚氨酯的制備及其成膜機理研究　　授予學位：碩士　　學位授予單位：武漢理工大學　　學位年度：2007　　雙組分水性聚氨酯具有溶劑型雙組分聚氨酯的高性能和水性體系低VOC值的雙重特點，是近十年來的研究熱點。本文目的在于制備理想的羥基組分——聚氨酯多元醇水分散體，并探討各因素對其性能的影響，將其與多異氰酸酯固化劑復配成膜，尋找適宜的固化工藝條件，并對成膜機理進行詳細探討。采用丙酮法制備聚氨酯多元醇水分散體，發(fā)現(xiàn)合成過程中各因素二羥甲基丙酸DMPA含量、預聚階段．NCO與一OH摩爾比RⅢ、合成過程中總的．NCO與．OH摩爾比R總、三羥甲基丙烷TMP用量、中和度等對其性能均有很大的影響。根據(jù)配制的涂膜性能確定了各因素的適宜配比：DMPA含量為4．0％-5．O％、R曩為1．7-1．8、R§為O．7—0．8、三官能度度擴鏈劑TMP用量為3．37％-5．07％、中和度為100％?！　? 雙組分水性聚氨酯中兩組分間充分均一的混合和分散是得到最佳性能的基本保證，主要取決于多元醇、多異氰酸酯固化劑以及混合方式。根據(jù)最終涂膜性能，確定了適宜固化條件：溫度為30—50。C，兩組分配比NCO：OH摩爾比為1．2～1．5，催化劑用量為0．05％-4)．1％。固化劑的選擇需根據(jù)實際需要進行選擇。固化溫度及催化劑均對成膜過程有很大影響。固化溫度升高，對物理成膜和化學成膜均有益，但需考慮到水分逃逸過快帶來的負面影響；而催化劑的引入，會阻礙物理成膜，但有益于化學成膜過程。　　采用衰減全反射傅立葉紅外光譜和等溫微量熱相結(jié)合對化學反應過程進行了詳細分析，發(fā)現(xiàn)三種固化劑反應速率并不相同，與結(jié)構(gòu)有明顯關聯(lián)。等溫微量熱數(shù)據(jù)表明在分散體系中多異氰酸酯與多元醇的反應熱明顯低于本體狀態(tài)下兩者之間的反應熱。　　雙組分聚氨酯涂膜的耐水性可通過提高涂膜交聯(lián)度來改善。涂膜的結(jié)構(gòu)分析發(fā)現(xiàn)體系中存在明顯的氫鍵化作用。質(zhì)子提供者N．H與絕大多數(shù)氨酯基(占總氨酯基的83．2％)及部分脲酯基(占總脲酯基的32．6％)中．C=O形成氫鍵，由聚酯二醇提供的酯基全部處于游離態(tài)?！　?

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