【碩士】環(huán)氧樹脂開環(huán)復合改性水性聚氨酯及研究

內容簡介

　　【碩士】環(huán)氧樹脂開環(huán)復合改性水性聚氨酯及研究　　授予學位：碩士　　學位授予單位：安徽大學　　學位年度：2010　　環(huán)氧樹脂改性水性聚氨酯后預聚體分子鏈中還存在部分環(huán)氧環(huán)基團，而環(huán)氧環(huán)的活性比較高，很容易被一些活性起始劑開環(huán)，如胺類化合物。在水性聚氨酯后擴鏈過程中，往往需要用三乙胺來中和和乙二胺做擴鏈劑，而這類物質都會存在或多或少的與環(huán)氧基團反應，消耗了配方設計中的數值。另外一些特殊單官能團化合物利用環(huán)氧樹脂中的環(huán)氧環(huán)接到環(huán)氧樹脂分子鏈上，再通過環(huán)氧樹脂的多羥基接到水性聚氨酯分子鏈上，形成另一種“雙改性”水性聚氨酯。本論文選擇了酸類化合物、硅類化合物及胺類化合物分別作為環(huán)氧樹脂開環(huán)的起始劑，然后引入聚氨酯分子鏈上，制備“雙改性”水性聚氨酯材料。　　 1. 乳酸/環(huán)氧樹脂開環(huán)雙改性水性聚氨酯的制備與表征　　本章節(jié)選擇低分子量乳酸作為環(huán)氧樹脂的起始劑參與開環(huán)反應，通過紅外譜圖和核磁譜圖（氫譜）表征開環(huán)反應程度；何種酸類物質能夠參與開環(huán)反應和環(huán)氧入方式能制得穩(wěn)定的水性聚氨酯乳液進行了比較；并對材料進行了拉伸、吸水率及MCC方面的測試，與未改性前進行比較，同時還討論了LEpoxy加入量對水性聚氨酯材料性能的影響，結果表明：　?。?）通過紅外譜圖和核磁（氫譜）譜圖表明，在110℃-120℃下反應8h后，乳酸參與了開環(huán)反應，且過量的乳酸能夠完全打開環(huán)氧環(huán)；而分子鏈長的弱酸類硬脂酸很難合成穩(wěn)定的乳液?！　。?）從拉伸、吸水率曲線圖表明, LEpoxy對水性聚氨酯膠膜具有補強的作用，且隨著加入量的增大，強度變大；聚氨酯分子鏈引入交聯(lián)網絡結構，提高了膠膜的耐水性。　?。?）MCC曲線可以看出，改性后的水性聚氨酯材料的熱解行為發(fā)生了較大的改變，其耐熱氧化降解有所提高。　　 2. KH550/環(huán)氧樹脂開環(huán)雙改性水性聚氨酯的制備與表征　　本章節(jié)選擇含硅類化合物KH550作為環(huán)氧樹脂的起始劑參與開環(huán)反應，然后引入聚氨酯主鏈上，得到雙改性的水性聚氨酯材料。研究了KH550參與開環(huán)反應所需的條件，并對改性的水性聚氨酯材料進行了拉伸、吸水率、接觸角、動態(tài)紅外、DSC、TG、MCC等面的測試，與材料改性前進行比較，同時還討論了不同摩爾開環(huán)比和KEpoxy加入量對水性聚氨酯材料性能的影響。結果表明：　?。?）KH550 參與開環(huán)反應條件比較簡單，KH550 結構中伯胺活性較高，在20-25℃就能參與開環(huán)反應　　（2）乳液穩(wěn)定性測試表明：環(huán)氧樹脂引入聚氨酯結構后，膠體的粒徑增大，穩(wěn)定性下降，需提高親水物質DMPA 的加入量；　?。?）拉伸實驗測試：在加入為6%合成最穩(wěn)定的乳液前提下，隨著開環(huán)比的增大，膠膜的拉伸強度逐漸變小，斷裂伸長率變化較??；相同開環(huán)比0.8:1 前提下，隨著KEpoxy 加入量增大，拉伸強度先增大后減小，而斷裂伸長率則逐漸減小；　?。?）吸水率和接觸角測試表明：改性后的水性聚氨酯耐水性較好；　　（5）通過動態(tài)紅外和DSC 測試表明：膠膜分子結構中氫鍵隨溫度的升高逐漸漂移；環(huán)氧樹脂和NCO 在聚合過程中形成了較為密集的交聯(lián)網絡，軟硬段形成比較均一的相；　?。?）通過TG、MCC 測試表明：改性后的水性聚氨酯較未改性材料熱解性能提高了。　　 3.IPDA/環(huán)氧樹脂開環(huán)雙改性水性聚氨酯的制備與表征　　本章節(jié)選擇IPDA 作為環(huán)氧樹脂的起始劑參與開環(huán)反應，然后引入聚氨酯主鏈上，得到雙改性的水性聚氨酯材料。研究了IPDA 參與開環(huán)反應所需的條件，并對改性的水性聚氨酯材料進行了粒徑、拉伸、吸水率、TG、MCC 等面的測試，與材料改性前進行比較。結果表明：　　（1）開環(huán)后的環(huán)氧樹脂加入量增大，膠體的粒徑漸變粗，粒徑分布逐漸相對分散；　　（2）從拉伸、吸水率曲線圖表明, IEpoxy 對水性聚氨酯膠膜具有補強的作用，且隨著加入量的增大，強度變大；聚氨酯分子鏈引入交聯(lián)網絡結構，提高了膠膜的耐水性；　　（3）通過TG、MCC 測試表明:改性WPU 涂膜的耐熱性和耐熱解性能都提高了?！　?

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