【碩士】高性能水性聚氨酯彈性體研究

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　　【碩士】高性能水性聚氨酯彈性體研究　　授予學(xué)位：碩士　　學(xué)位授予單位：西華大學(xué)　　學(xué)位年度：2009　　水性聚氨酯是以水為分散介質(zhì)的二元膠體體系，與溶劑型聚氨酯相比，具有無毒、不易燃燒、不污染環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)，近年來，隨著環(huán)境法規(guī)的完善和人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，使水性聚氨酯取代溶劑型聚氨酯成為一個(gè)重要發(fā)展方向。要想獲得與溶劑型產(chǎn)品性能相當(dāng)?shù)乃跃郯滨?，水性聚氨酯乳液的制備是關(guān)鍵。為了制得性能優(yōu)異的水性聚氨酯，首先需要從異氰酸酯組分入手。目前國內(nèi)的水性聚氨酯產(chǎn)品大都采用甲苯二異氰酸酯(TDI)作為二異氰酸酯組分，但TDI合成的水性聚氨酯性能有待改善，特別是拉伸強(qiáng)度和耐水性，而用結(jié)構(gòu)規(guī)整的4，4．二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)的研究鮮見報(bào)道，原因是MDI活性比較大，反應(yīng)很難控制。因此本文在對(duì)相關(guān)文獻(xiàn)分析研究的基礎(chǔ)上，確定了TDI合成的較佳配方，以此配方為基礎(chǔ)，合成了不同異氰酸酯n(TDI)／n(MDI)含量具有自乳化能力的水性聚氨酯。通過FTIR、GPC、TG、力學(xué)性能等考察了不同異氰酸酯n(TDI)／n(MDI)含量對(duì)水性聚氨酯的合成及性能影響。研究結(jié)果表明MDI提供的水性聚氨酯的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率有較大幅度的提高，耐水性和耐熱性也有明顯改善。　　其次，研究了以MDI為主要合成原料，合成具有自乳化能力的水性聚氨酯。本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)地研究了親水單體二羥甲基丙酸的含量、硬段的含量、NCO／OH投料比和中和度對(duì)水性聚氨酯的乳液粘度、粒徑分布及對(duì)水性聚氨酯涂膜的拉伸強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率和耐水性和熱穩(wěn)定性的影響。通過FTIR、TG表征，說明了聚氨酯分子鏈中存在氫鍵，聚氨酯基體中存在軟段和硬段的微相分離。綜合上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析得出了最佳的工藝配方：DMPA含量為6．5wt％、R值為1．0、硬段含量40wt％、中和度為100％時(shí)，其制備聚氨酯綜合性能最佳?！　? 最后，在MDI合成水性聚氨酯最佳配方的基礎(chǔ)上，把通過聚丙烯酸酯乳液和水性聚氨酯乳液機(jī)械共混。采用FTIR和DSC進(jìn)行了分析，可知聚丙烯酸酯分子與聚氨酯分子之間具有一定的相容性。當(dāng)PU／PA的質(zhì)量比為20：80制得的共混乳液的涂膜在耐水性提高的同時(shí)，耐熱性也有很大提高?！　?

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