聚氨酯硬段含量变化对酪素／聚氨酯乳液及胶膜性能的影响.pdf

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1、2014年第29卷第4期聚氨酯工业2014．Vo1．29No．4P0LYURETHANEINDUSTRY·27·聚氨酯硬段含量变化对酪素／聚氨酯乳液及胶膜性能的影响满德龙卢敏黄毅萍许戈文(安徽大学化学4E_z-学院安徽省绿色高分子材料重点实验室合肥230601)摘要：以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚四氢呋喃醚二醇(PTMEG1000)、二羟甲基丙酸(DM—PA)、一缩二乙二醇(DEG)等为主要原料，固定酪素与聚氨酯的比例，通过改变聚氨酯硬段含量，制备出系列酪素／聚氨酯乳液(CWPU)。讨论了聚氨酯硬段含量的变化对CWPU状态、胶膜力学性能和热机械性能的

2、影响。结果表明，随着聚氨酯硬段含量增加，聚氨酯分子之间、聚氨酯与酪素分子之间的氢键作用力增大，CWPU的粒径增大，分布变宽，乳液的粒径主要分布在100nm左右；拉伸性能先增大后减小，硬段含量为64．6l％时的拉伸强度达到4I．75MPa，断裂伸长率为344．75％。关键词：聚氨酯；酪素；硬段；力学性能中图分类号：TQ323．8文献标识码：A文章编号：1005—1902(2014)04—0027—04水性聚氨酯(WPU)因其优异的性能和环保性量的增加，CPU的耐水性和韧性不断增加，而对于已得到了广泛应用。随着新材料如生物医用材料、WPU本身硬段含量的变化对C

3、PU性能的影响研究航天材料等的开发，WPU的应用领域也在不断扩较少。展¨J。由于聚氨酯软硬段的热力学不相容性，聚本研究通过改变聚氨酯的硬段含量制备不同结氨酯表现出特殊的微相分离结构，使得其可以出现构的聚氨酯预聚体，中和后用酪素水溶液高速乳化一个甚至两个。聚氨酯材料的聚集态结构一般得到系列酪素／聚氨酯乳液(CWPU)，探讨了聚氨酯是软段区为连续相，硬段区为分散相，同时硬段区充硬段结构变化对CWPU乳液及胶膜性能的影响。当着物理交联点的作用，因此材料可以表现出特殊1实验部分的强而韧的特性。近年来，对WPU软段改性的研究较多，主要集中在聚醚和聚酯多元醇的选择和改

4、1．1实验原料性方面。；对于硬段，除了用不同的异氰酸酯和亲异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)，工业级，Bayer公水基团等作为改变硬段的重要手段外，还可以通过司；聚四氢呋喃醚二醇(PTMEG，M=1000)、二羟甲改变硬段含量来探究WPU结构与性能的变基丙酸(DMPA)，工业级，瑞士Perstop公司；一缩二化。干酪素是一种含磷蛋白质，其结构与普通乙二醇(DEG)，分析纯，上海化工三厂；辛酸亚锡蛋白质相似，是由氨基酸以肽键相连接的天然高分(T一9)、二月桂酸二丁基锡(T一12)，北京化工三厂；子，存在较多的活性基团如一NH、一OH，易与NCO三乙胺(TEA)，

5、分析纯，上海宁新化工试剂厂；丙酮封端的WPU发生反应，生成交联结构。用酪素对(Ac)，化学纯，上海东懿化学试剂公司；干酪素，工WPU进行改性，改性后的WPU性能有较大的提升，业级，开平旭铭晖皮革材料有限公司。成膜的光泽度以及强度也有明显的提高¨。范1．2CWPU及膜的制备冰冰，等¨研究了改变聚氨酯总含量对改性后酪1．2．1酪素液的配制素／聚氨酯(CPU)结构和性能的影响，随着聚氨酯含在装有冷凝器、搅拌和温度计的三口烧瓶中加通讯联系人·28·聚氨酯工业第29卷入适量水和干酪素(水与干酪素比例为9：1)，缓慢外光谱(FT—IR)测试。对样品进行透射测试时分辨搅

6、拌升温至65cC，使酪素溶胀，加入适量的三乙胺率为2cm一，波谱范围为4000～400Cn'l～。溶液，调节pH值为9～10，待酪素充分溶胀呈半透1．3．4胶膜拉伸性能测试明体系后继续恒温搅拌1h，得酪素液，冷却备用。将胶膜制成25mmX4mm的哑铃状，使用深圳1．2．2聚氨酯预聚体及CWPU的制备市新三思材料检测有限公司生产的SANS微机控制在干燥N，保护下，将IPDI和真空脱水后的PT—电子万能拉伸机室温下测试其拉伸强度及断裂伸长MEG按一定计量比加入带有温度计、搅拌杆和冷凝率，拉伸速度为200mm／min，按照GB／T528-1998管的四口烧瓶中，

7、混合均匀后，升温至(9O±2)℃反标准对每个样品进行3次测试，取平均值。应2h，加入适量DMPA、DEG及适量Ac调节粘度，1．3．5胶膜DMA动态热机械谱表征然后加入催化剂T-9和T一12各数滴，(70±2)cC反将样品胶膜制成10nlm×10iilm的形状，采用应，采用二正丁胺滴定法¨确定残留的NCO含量美国TA公司生产的DMTAQ8OO型动态热机械分达到理论值(NCO固体质量分数9％)即为反应终析仪对样品进行分析测试，测试频率：1Hz，升温速点，降温至4O℃出料。率：5oC／rain，测试温度范围一90～100cI=。将聚氨酯预聚体用适量TEA中和，

8、加入酪素2结果与讨论液，在冰水浴中高速乳化30min，得到固体质量