有機(jī)硅改性水性聚酯的合成及性能研究.pdf

1、由于水性聚氨酯具不燃、氣味小、環(huán)保等特點(diǎn)，因此倍受國內(nèi)外研究人員的重視。
　　 本文以甲苯二異氰酸酯(TDI)、聚醚和聚酯多元醇為主要原料，合成了水性聚氨酯。其研究工作主要分三個部分：(1)聚醚和聚酯多元醇共同組成軟段的水性聚氨酯體系的研究；(2)軟硬段都含有親水基團(tuán)的水性聚氨酯體系的研究；(3)有機(jī)硅改性聚醚、聚酯多元醇共同組成軟段的水性聚氨酯體系的研究。
　　 首先以聚四氫呋喃醚二醇(PTMG)和聚己二酸丙二醇酯(P

2、PA)為混合軟段合成了陰離子型水性聚氨酯。針對聚醚多元醇與聚酯多元醇各自的優(yōu)缺點(diǎn)，探討了水性聚氨酯由不同摩爾比的聚四氫呋喃醚二醇與聚己二酸丙二醇酯組成軟段，對水性聚氨酯的斷裂伸長率及耐水性的影響。隨著聚四氫呋喃醚二醇與聚己二酸丙二醇酯的摩爾比的增加，合成的水性聚氨酯成膜后的斷裂伸長率增加、拉伸強(qiáng)度有所降低，耐水性增強(qiáng)。在同一聚四氫呋哺醚二醇與聚己二酸丙二醇酯的摩爾比下，考察了異氰酸酯基與羥基的摩爾比(NCO/OH)、二羥甲基丙酸加入方式

3、及用量、中和劑的種類和用量、擴(kuò)鏈劑種類和用量對水性聚氨酯乳液的外觀、穩(wěn)定性以及成膜后的力學(xué)性能及耐水性的影響。結(jié)果表明：隨著異氰酸酯基與羥基的摩爾比的增加，斷裂伸長率及吸水率都有所下降；擴(kuò)鏈劑選用1，4-丁二醇，隨著用量的增加，聚氨酯膜的斷裂伸長率上升，而乳液的粘度上升較明顯；二羥甲基丙酸以溶液法加入、中和劑選用三乙胺合成的乳液穩(wěn)定性較好。
　　 其次，針對以往水性聚氨酯中親水基團(tuán)只存在于硬段，本文合成了軟硬段都具有親水基團(tuán)的新

4、型水性聚氨酯。并對組成軟段的原料、二羥甲基丙酸的用量、中和劑種類及用量、擴(kuò)鏈劑的種類及用量對水性聚氨酯乳液的粘度、穩(wěn)定性以及成膜后斷裂伸長率及耐水性影響規(guī)律做了初步探討。結(jié)果表明隨著軟段分子量的增加，合成的水性聚氨酯膜的斷裂伸長率增加。而異氰酸酯基與羥基的摩爾比、二羥甲基丙酸用量、中和劑種類與用量、擴(kuò)鏈劑種類和用量對水性聚氨酯的性能影響趨勢都與對只有硬段含有親水基團(tuán)的水性聚氨酯的性能影響趨勢基本相同。不同之處為：異氰酸酯基與羥基的摩爾比

5、大于1.1時，乳液仍為穩(wěn)定乳液，并未出現(xiàn)沉淀；中和劑為NaOH時，也合成較穩(wěn)定乳液。
　　 最后在合成穩(wěn)定的聚酯、聚醚多元醇水性聚氨酯的基礎(chǔ)上，合成了有機(jī)硅改性的水性聚氨酯。針對水性聚氨酯耐水性不佳，探討了有機(jī)硅的加入量，對水性聚氨酯表面性能的影響規(guī)律，以及有機(jī)硅的加入方式對水性聚氨酯乳液的外觀、穩(wěn)定性及成膜后的斷裂伸長率的影響規(guī)律。并通過熱重分析考察了有機(jī)硅改性前后產(chǎn)物耐熱性的變化。結(jié)果表明：采用半連續(xù)加料法合成的水性聚氨酯具