探析含氟丙烯酸酯改性聚氨酯的结构与性能研究

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1、安徽大学硕士学位论文含氟丙烯酸酯改性聚氨酯的结构与性能研究姓名：刘锦红申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：黄毅萍2010-04摘要摘要水性聚氨酯具有良好的耐寒性、弹性、耐有机溶剂性等，但其耐水性较差，对水性聚氨酯进行共聚改性，可使聚氨酯的性能得到提高。聚丙烯酸酯具有较好的耐水性、耐化学品性和耐气候性。因此，将聚氨酯和聚丙烯酸酯两者有机结合所制得的复合乳液，不仅具有聚氨酯原有的优越性能，还可以增加涂膜的耐水性、耐紫外光老化等性能，使乳液及胶膜的性能得到明显的改善。本文采用溶液自由基聚合法合成端羟基含氟丙烯酸酯共聚物，通过改变链转移剂SHCH2

2、CH2OH的量来控制聚合物的分子量，合成了不同分子量的含氟丙烯酸酯共聚物。1并通过FT-IR,H-NMR测试，对共聚物的结构进行了表征。通过粘度法测得各共聚物的特性粘度，表明随着共聚物中链转移剂量的增加，含氟丙烯酸酯共聚物的分子量在减小。另外，通过改变共聚物中丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸十二氟庚酯的质量比，合成了另一个系列113的丙烯酸酯共聚物，通过FT-IR,H-NMR测试，表征了共聚物的结构。通过C-NMR测试，对共聚物的序列结构进行了分析。转化率测试表明，实验获得了高产率的共聚物。通过嵌段共聚法合成了含氟丙烯酸酯改性的聚氨酯共聚物。将两个不同系列

3、的PA改性PU，得到不同系列的PUA。通过外观、稳定性和粒径测试，对乳液的性能进行了考察，得到稳定性较好的共聚乳液。FT-IR对共聚乳液的结构进行了表征，进一步证明了PA确实聚合到PU上。TEM测试显示得到了核-壳结构的乳液粒子形貌。通过DSC、TG测试，对共聚物膜的热力学性能进行了考察，结果表明：PU与PA的相容性很好，但是对PU的耐热性能没有明显的提高。通过耐水性、接触角测试表明：PUA膜的耐水性能较PU得到较大程度的提高，随着PA分子量的增加，PUA的耐水性增强；随着PA中含氟单体量的增加，改性后的PUA膜的表面防水性增强。EDX测试证实了

4、共聚物膜表面的氟元素的存在。表明：共聚物中氟元素有向表面迁移的特点，并且氟元素的迁移还受共聚物本身结构和外界条件的影响。通过力学性能测试,表明改性后的PUA较PU没有太大的变化，依然具有PU的良好力学性能。关键词：聚氨酯，丙烯酸酯，嵌段共聚IAbstractAbstractWater-basedpolyurethanehasagoodcoldtolerance,flexibility,resistancetoorganicsolvents,etc.butpoorwaterresistance.Copolymerizationofthewater-

5、basedpolyurethane,canimprovetheperformanceofpolyurethane.polyacrylatehasgoodwaterresistance,chemicalresistanceandweatherresistance.Therefore,Thecompositelatexwaspreparedbythecombinationofpolyurethaneandpolyacrylate,Notonlyithasgoodpropertiesoftheoriginalpolyurethane,butalsoit

6、increasesthewaterresistance,UVresistanceandagingpropertiesofthefilm.Itimprovedtheperformanceoftheemulsionsignificantly.Thehydroxyl-terminatedacrylatecopolymerwaspreparedbysolutionfreeradicalpolymerization.Themolecularweightwascontrolledbychangingtheamountofchain-transferSHCH2

7、CH2OH.Aseriesofdifferentmolecularweightcopolymerweresynthesized.The1structureofthecopolymerwascharacterizedbyFT-IR,H-NMRtest.Intrinsicviscosityofthecopolymerwasmeasured.ItShowthatthemolecularweightofthecopolymerdecreaseswiththeincreasingoftheamountofthechaintransferagent.Inad

8、dition,Asecondseriesofacrylic1estercopolymerswerepreparedbychangingt