【碩士】醇溶性聚氨酯研究

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　　【碩士】醇溶性聚氨酯研究　　授予學(xué)位：碩士　　學(xué)位授予單位：安徽大學(xué)　　學(xué)位年度：2010　　聚氨酯是聚氨基甲酸酯(polyurethane)的簡(jiǎn)稱，在聚氨酯分子主鏈上含有重復(fù)的氨基甲酸酯結(jié)構(gòu)單元，由多異氰酸酯和含多元活潑氫的化合物逐步聚合反應(yīng)而成。聚氨酯結(jié)構(gòu)中分為軟段硬，且軟硬段比例可調(diào)，聚氨酯的優(yōu)異性能大多是通過軟硬段的微相分離而實(shí)現(xiàn)。軟段由聚酯多元醇和聚醚多元醇組成，硬段由二異氰酸酯和小分子擴(kuò)鏈劑組成，通過分子結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)可以調(diào)節(jié)聚氨酯軟硬段的比例和相分離程度。聚氨酯分子中存在大量的極性鍵，在大分子間和大分子內(nèi)可以形成成千上萬(wàn)的氫鍵。由于氫鍵作用，聚氨酯具有優(yōu)異的耐磨、耐低溫和高粘接度等性能，使其在涂料、粘合劑、皮革涂飾劑、紡織助劑、造紙工業(yè)助劑、醫(yī)藥和電子材料等行業(yè)得到廣泛應(yīng)用?！　? 隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展和工業(yè)化程度的不斷深入，環(huán)境問題日益引起人們的重視，人類不斷探索新的發(fā)展模式和道路，以求實(shí)現(xiàn)人與自然的和諧發(fā)展。在聚氨酯行業(yè)，傳統(tǒng)的溶劑型產(chǎn)品含有60％以上的有機(jī)溶劑，有機(jī)溶劑是重要的環(huán)境污染物之一。環(huán)境友好型聚氨酯的分散介質(zhì)節(jié)能環(huán)保、對(duì)空氣沒有污染，符合人類社會(huì)發(fā)展的需要。本課題通過閱讀大量國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)，同時(shí)在實(shí)驗(yàn)室對(duì)水性聚氨酯研究基礎(chǔ)下，對(duì)醇溶性聚氨酯合成以及性能進(jìn)行了深入的研究。具體工作分為兩個(gè)部分：　　第一醇溶性聚氨酯合成與表征醇溶性聚氨酯合成使用綠色溶劑乙醇為溶劑，是一種準(zhǔn)環(huán)境友好型聚氨酯。本課題經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)，摸索出醇溶性聚氨酯的合成工藝。研究結(jié)果表明：1 實(shí)驗(yàn)合成出單組分醇溶性聚氨酯APU，紅外測(cè)試表明乙醇與聚氨酯分子間有強(qiáng)烈相互作用，如氫鍵等，同時(shí)發(fā)現(xiàn)溶劑乙醇會(huì)強(qiáng)烈影響聚氨酯溶液的紅外，實(shí)驗(yàn)成功得向APU 中得引入了少量聚酯成份，分散狀態(tài)穩(wěn)定；2 粒徑測(cè)試表明APU 的粒徑遠(yuǎn)小于水性聚氨酯，特別是動(dòng)態(tài)激光光散射（DLS）測(cè)得APU 粒徑達(dá)到納米級(jí)，而且分布很窄，按照水性聚氨酯的分類標(biāo)準(zhǔn)——粒徑小于10nm 的分散體可以稱為溶液，APU 可以稱為聚氨酯溶液，即醇溶性聚氨酯；3 電鏡測(cè)試中觀察到醇溶性聚氨酯的粒子形貌，但是因?yàn)闇y(cè)試中有水分子干擾，不能真實(shí)反映醇溶性聚氨酯的粒子形態(tài)，也未能看到醇溶性聚氨酯軟段的舒展；4 GPC 顯示出單組分醇溶性聚氨酯的分子量較小，但分布較窄，有必要在以后的合成研究中，使APU分子量增大；5 流變學(xué)研究表明醇溶性聚氨酯具有假塑性流體的特征，存在剪切變稀效應(yīng)，說(shuō)明聚氨酯在乙醇中分散較好，軟段有一定程度的舒展，在剪切應(yīng)力的作用下發(fā)生分子鏈段的取向，單組分醇溶性聚氨酯的表觀活化能較高，表明粘度對(duì)溫度敏感；6 醇溶性聚氨酯具有較好的熱學(xué)性質(zhì)，乙二醇作擴(kuò)鏈劑的耐熱性能較好，PTMEG 作軟段的低溫柔韌性較好。　　第二醇溶性聚氨酯的性能研究醇溶聚氨酯的性能非常重要，人們對(duì)聚氨酯膠粘劑的要求越來(lái)越高，本論文主要針對(duì)較難復(fù)合的BOPP 薄膜，對(duì)單組分醇溶性聚氨酯進(jìn)行了三個(gè)方面的研究和討論：1 發(fā)現(xiàn)單分組醇溶性聚氨酯優(yōu)于水性聚氨酯膠粘劑，同時(shí)具有溶劑型聚氨酯的優(yōu)點(diǎn)，可以用于BOPP 薄膜的復(fù)合，而且可以通過調(diào)整配方來(lái)滿足薄膜復(fù)合時(shí)對(duì)拉伸強(qiáng)度和剝離強(qiáng)度的不同要求；2 可以向醇溶性聚氨酯中引入多種類型的紫外吸收劑，以保證和提高抗紫外型BOPP 薄膜的功能性；3 流平劑不論是通過添加還是反應(yīng)的方式引入單組分醇溶性聚氨酯體系中，都可以提高聚氨酯體系的流平鋪展性，添加型用量相對(duì)較少，而反應(yīng)型的不容易遷移以致影響薄膜的透明，特別適用于防發(fā)霧型BOPP 薄膜的復(fù)合。　　總之，通過大量的實(shí)驗(yàn)研究可以初步認(rèn)定醇溶性聚氨酯是一種粒徑納米級(jí)的溶液體系，分散體系中存在很強(qiáng)的氫鍵作用，本論文合成的醇溶性聚氨酯具有很好的綜合性能。但是醇溶性聚氨酯的國(guó)內(nèi)研究仍相對(duì)落后，基礎(chǔ)研究需要進(jìn)一步深入。　　

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