丙烯酸酯与水性氨酯复合乳液的制备.pdfVIP

丙烯酸酯与水性聚氨酯复合乳液的制备 高分子化学与物理 硕士生： 何迪宏 指导老师：卢江教授 摘 要 采用聚己二酸丁二醇酯(PBA)、聚丙二醇(PPG)与异佛尔酮二异氰酸酯 酯(HEMA)反应，通过无溶剂法合成带有亲水性基团的聚氨酯预聚体，并在不进 行任何溶剂降粘的情况下，采用自乳化的方式成功制备了一系列聚氨酯一丙烯酸 酯复合乳液。通过IR、GPC、粒度分析等方法对复合乳液的结构与形态进行了表 征，探讨了合成方法的可行性；通过粒径分析、粘度分析、耐水性分析、力学性 能分析、热力学性能分析等手段对一系列样品进行测试，考察了NCO／oH(R值)、 DMBA含量、软段组成、丙烯酸酯类型对复合乳液合成及性能的影响。 结果表明，利用DMBA作为亲水性扩链剂可以在无溶剂合成的情况下不经过 任何降黏操作制得固含量较高(≥45％)，粒径较小，稳定性良好的水性PUA复 合乳液。本方法制得的PUA复合乳液不具备核一壳结构，而由于HEMA封端剂的 加入，丙烯酸酯在聚氨酯上进行聚合，并已发生一定程度的交联，形成网络结 构。复合乳液中可能同时存在聚氨酯、聚丙烯酸酯、聚氨酯一聚丙烯酸酯接枝 共聚物三种网络，形成互穿聚合物网络结构(IPN)。 本实验条件下，R≥1．4，DMBA含量≥3．4％，即可通过自乳化方式制得固含 量较高、稳定性良好的PUA复合乳液。随着R值提高，乳液粒径增大，粒径分 布变窄，粘度降低，PUA膜耐水性能提高，耐热性能提高，拉伸强度上升，断 裂伸长率下降。随着DMBA含量的提高，乳液粒径减小，粒径分布变窄，粘度上 升，PUA膜耐水性能下降，耐热性能下降。随着PBA(聚酯)在软段中含量的提 高，乳液粒径下降，分布变窄，PUA膜耐水性能提高，耐热性能提高，结晶性 IV 能提高，拉伸强度和断裂伸长率均有所提高。不同的丙烯酸酯体系可以制得外 观与性能各异的PUA复合乳液，在实际生产中可以因应不同的需求进行选择与 调节。 关键词：水性聚氨酯；无溶剂；高固含量；PUA复合乳液 V 史出太堂亟±途塞 囚垣酸醢皇丕性鐾氢醢复金乳遗的剑备 andCharacterization Preparation ofAcrylate— Latex PolyurethaneHybrid and PolymerChemistryPhysics MasterCandidate：HeDiHong sor：Prof．Lu Supervi Jiang ABSTRACT were Polyurethane(PU)dispersionssynthesizedusingisophorone di diisocyanate(IPDI)，hxamethylene adipate(PBA)，polypropyleneglycol(PPG)，dimethyobutanoicacid(DMBA)， and hydroxyethyl methacrylate(HEMA)withoutanysolvents．Aqueous latexeswith solid acrylic—polyurethane(PUA)hybridhigh content(≥ 45％)and