DMPA含量对不同软段结构的水性聚氨酯性能的影响.doc

DMPA含量对不同软段结构的水性聚氨酯的性能影响 罗晓民[1]*，葛炳辉2，冯见艳，杨菲菲 （陕西科技大学 资源与环境学院，陕西 西安 710021） 摘要：以聚酯多元醇、异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、二羟甲基丙酸（DMPA）为原料，采用预聚体分散法，合成了一系列具有不同软段结构的水性聚氨酯(WPU)乳液。通过FT-IR、激光粒度分析仪、接触角测量仪、XRD等对乳液和膜性能进行了表征。实验结果表明：随着DMPA含量的增加，稳定性提高，粘度增，而粒径及粒径分布减小拉伸强度在一定范围内增大，接触角和断裂伸长率减小，耐水性降低，软段微区的结晶性能降低。关键词：二羟甲基丙酸；聚酯多元醇；水性聚氨酯；性能 中图分类号： Effect of DMPA Content on Properties of Different Segment Waterborne Polyurethane LUO Xiao-min, GE Bing-hui, FENG Jian-yan, YANG Fei-fei （College of Resources and Environmen, Shaanxi University of Science and Technology, Xi’an 710021,Shaanxi,China；） Abstract: A series of soft segment waterborne polyurethane (WPU) were prepared from polyester polyol, toluene-2,4-diisocyanate and 2,2-dimethyloipionic acid (DMPA) by prepolymerization. The properties of WPU dispersions and films were characterized by FT-IR, particle size analyzer, universal tensile machine, contact angle measuring instrument, and X-ray diffraction (XRD). The results of experiment showed that stability, viscosity of WPU emulsions improved with the DMPA content increasing, but the particle size and particle size distribution of WPU decreased. Similarly the tensile strength increased in a certain concentration range of DMPA, and the waterproofness, the crystallinity of soft segment, contact angle and elongation at break of film decreased. Key words: DMPA; polyester polyol; waterborne polyurethane; performance 目前聚氨酯涂料、胶黏剂、合成革树脂原液等仍以溶剂型为主，但由于溶剂型聚氨酯对环境的污染比较大，其使用越来越受到限制[1]。水性聚氨酯是以水为分散介质的二元胶体体系，它不仅具有溶剂型聚氨酯的耐低温、柔韧性好、粘结强度优良性能，而且具有不燃、气味小、绿色环保、节约能源、操作加工方便等优点，因而受到人们的广泛重视。水性聚氨酯是一种聚氨酯离子聚合物，与传统溶剂型聚氨酯的最大不同就是当分子链上嵌入足够量的离子基团时，可以分散在水中。众所周知，对于不同种类的亲水单体，存在着最少使用量使分散体能够稳定存在[]。同时这些离子、反离子之间的相互作用也会影响水性聚氨酯性能。本实验采用亲水基DMPA和具有不同扩链剂的聚酯多元醇合成出了具有不同软段结构的水性聚氨酯，重点研究了DMPA含量对聚酯多元醇的结构水性聚氨酯粒径、粘度、耐水性、力学性能和结晶性能的影响。 1.1 主要试剂 异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、二羟甲基丙酸（DMPA）、聚己二酸乙二醇酯（PEA-2000）、聚己二酸己二醇酯（PHA-2000），烟台华大化工有限公司；三乙胺，AR，天津市天力化学试剂有限公司；二月桂酸二丁基锡，AR，成都市科龙化工试剂厂；丙酮，AR，天津市富宇精细化工有限公司。 方法 1.2.1 水性聚氨酯乳液的制备 在装有搅拌器、温度计、冷凝管的四口烧瓶中加入PEA-2000前在105℃下抽真空干燥0.5h）、IPDI（）N2保护