丙烯酸丁酯-丙烯腈和納米二氧化硅改性水性聚氨酯的研究.pdf

1、本論文通過預(yù)聚體法制備了聚醚型水性聚氨酯，并利用丙烯酸丁酯/丙烯腈和納米二氧化硅對(duì)其進(jìn)行改性。主要研究成果如下：
　　1、基于甲苯二異氰酸酯的聚醚型水性聚氨酯乳液的制備及性能研究
　　以甲苯二異氰酸酯(TDI)、聚醚二元醇(N220，Mn=2000)、二羥甲基丙酸(DMPA)和1，4-丁二醇(BDO)為主要原料，制備了水性聚氨酯乳液(WPU)。通過紅外光譜儀(FTIR)、馬爾文激光粒度分析儀、差熱掃描量熱儀等測(cè)試手段研究了D

2、MPA用量、R(n(NCO)/n(OH))對(duì)乳液穩(wěn)定性、粘度、粒徑、膜的機(jī)械性能和耐水性等性能的影響。結(jié)果表明：隨DMPA用量的增加，乳液的穩(wěn)定性增加、粒徑減小，分布變窄、粘度增大、膜的拉伸強(qiáng)度增加、斷裂伸長率下降和耐水性降低；隨R值的增大，乳液的穩(wěn)定性下降、粒徑增大、粘度降低、膜的拉伸強(qiáng)度增加、斷裂伸長率下降，耐水性提高。R=1.2且DMPA的用量為6.0wt％的預(yù)聚體(PU-1)經(jīng)三乙胺中和后，加溶有乙二二胺的去離子水高速剪切擴(kuò)鏈乳

3、化，得到的WPU的性能較優(yōu)。
　　2、聚(丙烯酸丁酯-丙烯腈)/水性聚氨酯復(fù)合乳液的制備及性能研究
　　向PU-1預(yù)聚體中加入丙烯酸羥乙酯(HEA)進(jìn)行雙鍵封端反應(yīng)，制備了雙鍵封端型聚氨酯乳液。將其作為種子乳液，滴加質(zhì)量比為1:1的丙烯酸丁酯(BA)和丙烯腈(AN)混合單體進(jìn)行自由基共聚反應(yīng)，制備了聚(丙烯酸丁酯-丙烯腈)/水性聚氨酯復(fù)合乳液。用FTIR、熱重分析儀(TGA)、透射電鏡(TEM)等儀器研究了混合單體用量對(duì)復(fù)合

4、乳液及其膜性能的影響。結(jié)果表明：隨著混合單體用量的增加，復(fù)合乳液的穩(wěn)定性降低、粒徑增大、膜的熱穩(wěn)定性和耐水性提高、拉伸強(qiáng)度先增加后降低、斷裂伸長率下降。綜上因素可得，混合單體用量為40wt％時(shí)，復(fù)合乳液綜合性能較好。
　　3、納米二氧化硅的制備及其表面改性研究
　　采用St6ber法制備了納米二氧化硅微球，然后分別利用硅烷偶聯(lián)劑法和TDI縮合端氨基聚醚接枝法對(duì)其表面進(jìn)行改性。通過FTIR、TGA、TEM分析表明納米二氧化硅表

5、面成功包覆了有機(jī)物，且TDI縮合端氨基聚醚接枝法改性的納米二氧化硅的接枝率較高。
　　4、納米二氧化硅/水性聚氨酯復(fù)合物的制備及性能研究
　　采用制備預(yù)聚體PU-1的配方，通過物理共混法和原位聚合法制備納米二氧化硅/水性聚氨酯復(fù)合物。利用FTIR、旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)、熱重分析儀(TGA)等儀器研究了納米SiO2添加量對(duì)納米SiO2/水性聚氨酯復(fù)合乳液和膠膜性能的影響。結(jié)果表明，隨納米SiO2含量的增加，復(fù)合乳液的粘度逐漸增大；膠膜耐