【碩士】聚氨酯改性明膠涂飾劑的制備及其性能的研究

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　　【碩士】聚氨酯改性明膠涂飾劑的制備及其性能的研究　　授予學(xué)位：碩士　　學(xué)位授予單位：陜西科技大學(xué)　　學(xué)位年度：2011　　 蛋白類涂飾材料因其粘結(jié)性能優(yōu)良，與人體相容性好，能保持革的天然粒紋和手感，被皮革行業(yè)廣泛關(guān)注。目前制革工業(yè)中使用的蛋白質(zhì)成膜劑以改性酪素為主，但由于酪素是從牛奶中提取的，成本較高，阻礙了蛋白類涂飾材料的普及應(yīng)用。明膠來源廣泛且價格便宜，受到了制革界的青睞。但是由于形成的薄膜既硬又脆，吸水性強(qiáng)，不耐濕擦，機(jī)械性能差等，限制了明膠做為成膜劑的廣泛應(yīng)用?！　? 針對明膠膜的上述缺陷，前人對明膠已經(jīng)做了相關(guān)的改性研究，但是由于改性材料、接枝效率的種種原因，改性后的明膠依然不能達(dá)到做蛋白質(zhì)成膜劑的要求。我們在借鑒前人對明膠改性的基礎(chǔ)上獨辟蹊徑，首先合成以異氰酸酯基封端的聚氨酯預(yù)聚體，然后通過該異氰酸酯基與明膠上的氨基、羥基縮合的方式，對明膠進(jìn)行改性。由于異氰酸酯基與氨基、羥基的反應(yīng)活性極高，故用以異氰酸酯基封端的聚氨酯接枝明膠，其效果明顯?！　? (1)本實驗在合成聚氨酯預(yù)聚體的過程中，通過對NCO含量的測定，研究了R值、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間對預(yù)聚體合成的影響。結(jié)果表明，在預(yù)聚體單體比例為1．6：1時，反應(yīng)溫度為75℃、時間為3h，催化劑用量為0．7％時，NCO含量趨于穩(wěn)定值，達(dá)到了平衡；而且隨著R值的增大，NCO含量不斷增大。　　 (2)將上述最優(yōu)條件下合成的不同比例的聚氨酯預(yù)聚體(預(yù)聚體質(zhì)量與明膠質(zhì)量比固定為1：1)逐滴加入到明膠溶液中，制備出了聚氨酯改性明膠的產(chǎn)物，通過對NCO含量及改性膜的力學(xué)性能的測定，研究了預(yù)聚體單體配比，改性時間，改性溫度等因素，結(jié)果表明，當(dāng)預(yù)聚體質(zhì)量與明膠質(zhì)量比固定為1：1時，預(yù)聚體單體配比為1．8：1，改性時間為3h，改性溫度為75℃，催化劑用量為O．5％時，反應(yīng)基本完成，而且薄膜的抗張強(qiáng)度達(dá)到了24．2MPa，斷裂伸長率達(dá)到了27．3％，柔軟性較好。(3)將改性產(chǎn)物進(jìn)行分離提純，用丙酮分三次洗滌改性產(chǎn)物，烘干。取少量樣品進(jìn)行凝膠滲透色譜、紅外結(jié)構(gòu)和TG．DSC分析得，聚氨酯預(yù)聚體已經(jīng)接枝到明膠分子鏈上，而且改性后的明膠的熱穩(wěn)定性好。　　 (4)將提純的改性明膠烘干后，加入蒸餾水溶解至濃度為20％，鑄膜，通過對聚氨酯預(yù)聚體質(zhì)量與明膠質(zhì)量的比值不同對膜性能的分析，可知當(dāng)聚氨酯預(yù)聚體質(zhì)量與明膠的質(zhì)量比為7：6時，改性薄膜的抗張強(qiáng)度達(dá)26．2MPa，斷裂伸長率達(dá)27．6％，柔軟性較好，吸水率達(dá)98％，有機(jī)溶劑吸收率達(dá)31.2％，透水汽性達(dá)494．9mg／(1 0cm2•24h)，透氣性達(dá)398．4mL／(cmz•h)?！　? (5)對經(jīng)聚氨酯、明膠和改性明膠涂飾的成革耐干、濕擦性，耐折牢度，透水汽性，透氣性等性能進(jìn)行研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)經(jīng)聚氨酯預(yù)聚體改性的明膠涂飾革具有良好的耐干、濕擦性，耐折牢度，透水汽性及透氣性，也間接證明了聚氨酯已經(jīng)接枝到明膠分子鏈上?！　?

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