MDI型陽離子水性聚氨酯的合成及改性研究.pdf

1、水性聚氨酯是一種以水為連續(xù)相、聚氨酯粒子為分散相的環(huán)保型高分子材料。它具有無毒、低VOC含量等優(yōu)點(diǎn)，具有較大的應(yīng)用價(jià)值與發(fā)展前景。水性聚氨酯可以根據(jù)分散粒子所帶電荷的不同分為陽離子型水性聚氨酯、陰離子型水性聚氨酯和非離子型水性聚氨酯。近年來，關(guān)于陰離子型水性聚氨酯及其改性研究與應(yīng)用的報(bào)道相對(duì)較多，陽離子型與非離子型水性聚氨酯的研究報(bào)道則相對(duì)較少，而陽離子水性聚氨酯有其獨(dú)特的特點(diǎn)，潛在的應(yīng)用價(jià)值較大，因此關(guān)于陽離子型聚氨酯相關(guān)的研究與應(yīng)用

2、也有待開發(fā)，特別是利用新類型異氰酸酯制備陽離子型水性聚氨酯材料的研究與應(yīng)用開發(fā)。
　　 目前，在各類關(guān)于陽離子水性聚氨酯的研究報(bào)道中，大多仍然以異佛爾酮二異氰酸酯和甲苯二異氰酸酯為主要異氰酸酯類原料，其它異氰酸酯類型的研究開發(fā)相對(duì)較少。二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)，由于其分子的規(guī)整性，及其特殊的兩個(gè)苯環(huán)的結(jié)構(gòu)，使其所合成的聚氨酯材料具有較為優(yōu)異的性能，許多溶劑型聚氨酯均采用其作為異氰酸酯組分進(jìn)行合成。本文選用MDI為異氰酸酯類

3、原料嘗試性合成陽離子型水性聚氨酯。
　　 本文以聚醚(N-210)、二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)、一縮二乙二醇(DEG)、N-甲基二乙醇胺(MDEA)為主要合成原料，采用三步法，合成出一系列不同MDEA質(zhì)量含量或不同MDI質(zhì)量含量的MDI型陽離子水性聚氨酯乳液。通過紅外(FTIR)、粒徑、拉伸力學(xué)、硬度、熱重分析(TGA)、差示掃描量熱分析(DSC)、吸水率、耐酸堿及接觸角等測(cè)試研究了MDEA或MDI質(zhì)量含量的變化對(duì)乳液的制備

4、、乳液及材料性能的影響。研究測(cè)試結(jié)果表明，MDEA質(zhì)量含量的過大或過小均影響乳液的制備；MDEA含量較大時(shí)，乳液狀態(tài)較好，乳液粒徑也較小，但MDEA含量的增加會(huì)破壞材料中分子鏈之間的二級(jí)鍵作用力，降低材料的拉伸斷裂強(qiáng)度，此外，材料的耐水性能也有所降低；MDI作用恰好與MDEA產(chǎn)生的效果想反，當(dāng)MDI含量較大時(shí)，由于異氰酸酯較多，乳液難于制備，乳液的狀態(tài)也較差，粒徑較大，但由于MDI分子的規(guī)整性好，可提高材料中分子鏈之間的二級(jí)鍵作用力，提

5、高材料的機(jī)械力學(xué)性能，材料的耐水性能也有所提高。
　　 將蓖麻油引入MDI型陽離子水性聚氨酯的合成過程中，可將蓖麻油的分子接入MDI型陽離子水性聚氨酯分子鏈中，對(duì)材料進(jìn)行化學(xué)改性。通過紅外(FTIR)、粒徑、拉伸力學(xué)、硬度、熱重分析(TGA)、差示掃描量熱分析(DSC)、吸水率、耐酸堿及接觸角等測(cè)試對(duì)所合成材料的分子結(jié)構(gòu)、乳液及膠膜性能進(jìn)行測(cè)試分析。測(cè)試結(jié)果表明，蓖麻油的引入，使得乳液的平均分散粒徑增大，粒徑分布變寬，但隨著蓖麻