双组分水性聚氨酯脲聚丙烯酸酯SiO2杂化材料合成与性能研究

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1、华东理工大学博士学位论文第I页双组分水性班奴幽(服)/报丙烯吸酸-Sio,杂化材料合成与性能研究摘要研究内容是水性聚氨酷(脉)/聚丙烯酸酷/SiO2杂化材料及其交联剂的合成主要其在涂料中的应用，用FTIR.VPO.NMR.WARD,TEM.DSC,AFM.ART-FTIR.TGA等方法对产物进行了表征。在醋酸钾、辛酸钾、T-3的作用下，工PDI和HD工二异帆酸醋可以生成三聚体。用醋酸钾催化时，在体系中加入少量NIP，催化剂的催化效率提高，反应速率加快。几种催化剂比较，T-3催化得到的产物纯度较高，且反应最快。对T-3为催化剂时IPDI自聚产物用IR方法、一维核磁谱及二维化学位移相关

2、谱分辨出异佩酸酩和异佩脉酸酷2种拨基，确定了氮上4种不同取代结构的分子链连接情况。证明了产物是三聚异佩脉酸酷，无二聚体.了对于醋酸钾为催化剂时HD工自聚产物用:R方法、一维核磁谱及二维化学位移相关谱分辨出7种拨基，一种N=C=O基，确定了氮上8种不同取代结构的分子链连接情况。理论模型定盘描述了自聚产物的结构.自聚主产物是三聚异氛服酸酷，同时含有微量氨基甲酸醋基、脉基甲酸酷基、取代脉墓、缩二腺基。在反应条件完全相同的情况下，HDI的三聚速率比IPDI的三聚反应速率快;热失重结果表明IPDI三聚体的耐热性比HDI三聚体的耐热性好;用VPO方法测定的三聚体的分子量与理论计算结果基本一致。

3、用乳化剂OP封闭三聚体的部分一NCO基团，既可以使其达到水可分散的目的，又可对剩余的一CO起保护作用，该产物可以与聚氨酷(服尹聚丙烯酸醋伊UA)水分散液混合配漆，适用期大于8小时。合成了水性聚氨酷(腺)(端轻基聚氨醋PU(P)、四轻基聚氨酷PUN(N代表二乙醇胺)、四经基封端聚氨酷脉PUU(N),1,4一丁二醉扩链聚氨醋PU(B)和2一甲基丙二醇扩链聚氨酷PU(M))，聚氨酷(脉)/聚丙烯酸酪水分散液(聚氨酷/聚丙烯酸酷PU(P)A、四轻基封端聚氨醋/聚丙烯酸酷PU(N)A、四经基封端聚氨酷脉/聚丙烯酸酷PUU(N)A)。用动态光散射的方法测试了PUU(N)A水分散液的粒径，结果表

4、明，分子链中脉键增加，得到的水分散液的粒子粒径增大。在聚丙烯酸醋(PA)中甲基丙烯酸酷甲酩:丙烯酸丁酷:甲基丙烯酸经乙酷(MMA:BA:HEMA)为1:3:1,PUU(N)中NCO/OH为1.5/1-2.5/1时，PUU(N)A水分散液的机械、高温、冻融和室温贮存稳定性良好，当PH值为7.11时PUU(N)A复合水分散液是稳定的.用TD工代替部分IPDI，通过分两步升温的措施，也可以合成稳定的水分散液PUU(NT)A.水分散液流变结果说明:影响聚氨酪(腺)/聚丙烯酸醋水分散液粘度的主要因素是水合水层、水化水层，以及胶粒间的作用力。聚氨醋脉/聚丙烯酸醋(PUU(N)A)单组分膜随乙二

5、胺的相对用量增大，硬度、耐水性、耐溶剂性提高，硬段远程有序逐渐增多，抗冲击性能、粘附力很强。用TDI部分代替IPDI第-II页华东理工大学博士学位论文后，得到的PUU(NT)A膜的硬度提高，这是由于TD工是含有苯环的刚性分子.用甲基丙二醉可代替乙二胺作扩链剂，所得的醉扩链聚氨醋PU(M)膜性能稍差，但成本大大降低。聚氨醋服/聚丙烯酸酷(PUU(N)A)形成的交联膜的性能比单组分膜的性能好，硬度高、吸水率小，耐溶剂性好，膜仍然具有韧性。交联剂把聚氨酷脉和聚丙烯酸酷分子连在一起，体系成为整体网络。交联剂的量增加，膜的性能提高。示差扫描量热(DSC)结果表明，交联膜的玻璃化温度提高，其中

6、聚氨酩服PUU(N)组分的有序度降低。水在不同膜上的接触角测定结果表明:随着体系中亲水单体二轻甲基丙酸DMPA的含量增多，接触角减小;在聚氨酩(脉)中加入PA后，接触角增大;交联膜的接触角比单组分膜的接触角大。合成了有枷无机纳米复合体系一聚氨ON/聚丙烯酸酷与改性硅溶胶(PUU(N)A/Si02)杂化水分散液，用透射电镜(TEM)研究PUU囚A/SiO2杂化水分散液的形态，结果表明粒径为8-10nm的硅溶胶包复在50nm-200nmPUU(N)A胶粒的表面.PUU(N)A/SiO:杂化水分散液的机械、高温、冻融和室温贮存稳定性良好。当PH值为7^-11时，PUUMA/Si02杂化水

7、分散液是稳定的。随Si02的含量增加PUU囚A/Si02杂化膜的摆杆硬度、耐溶剂性、耐水性增加，粘附力和抗冲击性能好。FTIR脉拨荃区结果表明，表面含有轻基的无机高分子硅溶胶，可以与聚氨醋脉之间形成氢键，使氢键化的服拨基增加。成膜后部分硅溶胶以纳米级聚结。ART-FT工R结果表明(检测深度为500nm)>Si元素和腺键易于分布在杂化体系的表面，提高了与基材的粘附力。AFM结果表明(检测高度为30加入硅溶胶后，膜的相区变小片嗯一关键词:水性多异氛酸酷;型垫丛魁;夔;双组