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【碩士】有機(jī)硅改性無(wú)溶劑陽(yáng)離子型聚氨酯
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【碩士】有機(jī)硅改性無(wú)溶劑陽(yáng)離子型聚氨酯 授予學(xué)位:碩士 學(xué)位授予單位:陜西科技大學(xué) 學(xué)位年度:2012 眾所周知,用水性聚氨酯(PU)做成的涂膜具有比較好的力學(xué)性能、耐磨性、耐化學(xué)品性還有柔韌性也比較好等特點(diǎn),盡管如此,同時(shí)其涂層耐水性差、強(qiáng)度低、價(jià)格昂貴。不同于水性聚氨酯,用丙烯酸樹脂(PA)做成的涂膜耐水、耐溶劑性好、硬度也可調(diào),同時(shí)價(jià)格便宜。由此我們可以看出,PU和PA在性能上可以進(jìn)行互補(bǔ),合成的聚氨酯一聚丙烯酸酯(PUA)復(fù)合乳液可以克服各自的缺點(diǎn),改善乳液和涂膜的性能。但還沒有達(dá)到特別好的效果。如果用有機(jī)硅進(jìn)行改性,在進(jìn)一步改善其耐候性、耐水性、耐酸堿性的同時(shí)因?yàn)橛袡C(jī)硅富集在涂膜表面,使其還具有良好的機(jī)械性能。 首先合成聚氨酯預(yù)聚體,再對(duì)其進(jìn)行交聯(lián)改性,這樣不僅可以增大分子量還可以使分子網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更加密集,達(dá)到增強(qiáng)其表面施膠度和力學(xué)性能的目的?! ? 本實(shí)驗(yàn)采用異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)、聚四氫呋喃醚二醇(PTMGl000)、N-甲基--7_,醇胺(MDEA)和三羥甲基丙烷(TMP)、丫一氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)作為主要原料在用丙烯酸丁酯(BA)和苯乙烯(St)單體作為反應(yīng)介質(zhì)的體系中首先進(jìn)行的是逐步聚合反應(yīng),形成了用封端的陽(yáng)離子預(yù)聚體。然后再在預(yù)聚體中加丙烯酸羥乙酯,這時(shí)進(jìn)行自由基共聚,最后就形成了乳液共聚物?! ? 在成功合成了所需的乳液后,還研究了n(-NCO)/n(.OH),MDEA和HEA以及有機(jī)硅它們各自的用量對(duì)乳液性能和涂膜性能的影響。運(yùn)用了幾種現(xiàn)代儀器分析表征了其結(jié)構(gòu)、形態(tài)、熱穩(wěn)定性等。此外,還對(duì)有機(jī)硅改性無(wú)溶劑陽(yáng)離子型聚氨酯/丙烯酸酯復(fù)合乳液在紙張表面的施膠效果進(jìn)行了簡(jiǎn)單的的討論。紙張表面在進(jìn)行施膠前后分別用掃描電鏡(SEM)進(jìn)行了表征?! ⊙芯拷Y(jié)果表明: (1)在合成機(jī)硅改性無(wú)溶劑陽(yáng)離子型聚氨酯/丙烯酸酯(PUA)復(fù)合乳液時(shí),研究了其合成的最佳條件,如下: n(-NCO):n(.Om=1.07,m(St):m(BA)=1:2,w(MDEA)=5.50%,w(TMP)=0.55%,w(KH550)=0.69%。用乳液共聚法,采用硅烷偶聯(lián)劑KH550對(duì)其進(jìn)行改性,制備出了有預(yù)期結(jié)構(gòu)的無(wú)溶劑陽(yáng)離子型聚氨酯?! ? (2)紅外光譜fiT-m)分析表明了合成的有機(jī)硅改性無(wú)溶劑陽(yáng)離子型聚氨酯/丙烯酸酯乳液中預(yù)期的化學(xué)結(jié)構(gòu)已經(jīng)連接上。透射電鏡分析(TEM)表明了乳膠粒分布較為均一、顆粒呈球形,且顆粒的表面光滑;熱重分析(TG’)表明了加入有機(jī)硅單體以后,提高了乳膠膜的耐熱穩(wěn)定性;X射線衍射分析(XRD)表明了加入有機(jī)硅單體以后,降低了乳膠膜的結(jié)晶度?! ? (3)還有,加入有機(jī)硅,不僅增加了膠膜的柔韌性,還提高了乳液涂膜的力學(xué)性能和耐水性。隨著有機(jī)硅用量的增加,接觸角從78.890提高到113.590,斷裂伸長(zhǎng)率也從590.536%提高到了907.680%。 最后,應(yīng)用7-"(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷(KH570)改性無(wú)溶劑陽(yáng)離子型聚氨酯/丙烯酸酯復(fù)合乳液做了簡(jiǎn)單的合成和應(yīng)用探討?! ?
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