水性聚氨酯的改性及其復合材料的制備與研究.pdf

1、水性聚氨酯（WPU）的力學性能和耐水性具有很大的可調性，調節(jié)軟段的不同種類，WPU可獲得不同的優(yōu)異性能。聚醚作為軟段可制備出耐水解性相對較好的 WPU膠膜，聚酯作為軟段可改善其涂膜的外觀平滑和光亮等性能，本論文首先采用預聚體法以聚醚/聚酯為混合軟段成功合成出了混合型 WPU乳液；由于其混合型 WPU結構設計屬于線型分子鏈段，導致其本身結構構造存在缺陷，為了進一步改善其成膜后的成品的力學性能、耐水性和熱穩(wěn)定性等，以γ-氨丙基三乙氧基硅烷（

2、APTES）為硅烷偶聯(lián)劑和三羥甲基氨基甲烷（TOAM）為交聯(lián)劑來成功制備出硅烷改性水性聚氨酯（PUSi）乳液；最后以聚己二酸-1,4-丁二醇酯二醇（PBA）插層有機蒙脫土（OMMT），再將其與混合型WPU復合，合成出了 HPU/OMMT納米復合材料，其材料表現(xiàn)出較佳的力學性能和熱穩(wěn)定性。
　　本論文的主要研究內容如下：
　?。?）研究了軟段鏈中 PBA與聚四氫呋喃醚二醇（PTMG）的質量比對乳液的平均粒徑、黏度、Zeta電位

3、、接觸角、吸水率、力學性能和熱穩(wěn)定性等影響；再以PTMG/PBA為混合軟段，研究了R值、DMPA含量和擴鏈劑含量等因素對乳液和膠膜性能的影響。
　?。?）以APTES作為硅烷偶聯(lián)劑和TOAM作為交聯(lián)劑，成功合成出了硅烷改性交聯(lián)型WPU乳液（PUSi）；研究了APTES用量對PUSi乳液的粒徑和形貌， PUSi膠膜的耐水性、力學性能和熱性能等的影響。研究發(fā)現(xiàn)，APTES加入到WPU預聚體中后，降低了N-H與C=O間的氫鍵化程度，增加

4、了軟硬段間的兼容性，導致25.6°和43.3°處的軟硬段結晶峰消失， PUSi膠膜的玻璃化轉變溫度（Tg）升高。
　　（3）采用十六烷基三甲基溴化銨（CTAB）對鈉基蒙脫土（Na-MMT）進行有機改性，形成了有機蒙脫土（OMMT），以 PBA插層 OMMT，形成了PBA/OMMT；再以PBA/OMMT作為基料，成功制備出的HPU/OMMT納米復合材料。FTIR分析表明，HPU/OMMT中出現(xiàn)了534cm-1處Al-O伸縮振動峰和4