發(fā)布時(shí)間：2017-11-26 13:04

  本文關(guān)鍵詞：水性聚氨酯改性及其納米復(fù)合材料的制備與性能研究

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【摘要】：水性聚氨酯(WPU)作為一種以水為分散介質(zhì)的高分子材料,具有無毒、無異味、無污染等優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用在皮革涂飾、汽車修補(bǔ)、膠黏劑、印刷油墨、防護(hù)涂料等領(lǐng)域。然而,在制備過程中為了實(shí)現(xiàn)自乳化,往往需要向WPU分子鏈中引入親水基團(tuán)或鏈段,這在一定程度上會(huì)導(dǎo)致水性聚氨酯耐水性、耐溶劑性、機(jī)械強(qiáng)度等性能下降,影響水性聚氨酯材料在實(shí)際生活中的應(yīng)用。因此,對(duì)水性聚氨酯進(jìn)行改性,提高其綜合性能,具有十分必要的意義。本課題分別采用有機(jī)硅氧烷交聯(lián)、碳納米管納米復(fù)合兩種方法對(duì)水性聚氨酯進(jìn)行改性。第一部分,以液化二苯基甲烷二異氰酸酯(L-MDI)、聚碳酸酯二醇(PCDL)、二羥甲基丙酸(DMPA)為主要原料,通過丙酮法合成端-NCO聚氨酯預(yù)聚體；選取3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES),利用其-NH2可與預(yù)聚體-NCO的反應(yīng)將APTES引入到WPU分子鏈中,及乙氧基可水解縮合形成Si-O-Si交聯(lián)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),制得單組份水性聚氨酯分散液；再加入親水改性的聚異氰酸酯配制成有機(jī)硅改性雙組份水性聚氨酯分散液。結(jié)果表明,有機(jī)硅氧烷的加入對(duì)雙組份水性聚氨酯的熱穩(wěn)定性、耐溶劑性、耐水性都起到促進(jìn)作用；有機(jī)硅氧烷改性雙組份水性聚氨酯對(duì)三種溶劑侵蝕的抵抗力大小依次為：無水乙醇丙酮二氯甲烷；當(dāng)APTES添加量為4%時(shí),雙組份水性聚氨酯的吸水率約為5.97%,拉伸強(qiáng)度提高了大約11MPa,而斷裂伸長率降低了58%左右。第二部分,選用十二烷基硫酸鈉(SDS)、十二烷基苯磺酸鈉(SDBS)兩種表面活性劑以物理吸附的方式對(duì)多壁碳納米管(MWCNT)進(jìn)行表面修飾,以便提高其在WPU中的相容性；再與WPU共混制備不同MWCNTs分散液添加量的MWCNT/水性聚氨酯納米復(fù)合材料。研究表明,當(dāng)SDS/MWCNT添加量為8 wt%、 SDBS/MWCNT為4 wt%時(shí),MWCNT在水性聚氨酯分散液基體中具有最佳的分散效果；MWCNT的加入對(duì)水性聚氨酯的耐熱性、疏水性、耐水性及力學(xué)性能均產(chǎn)生了提高作用,水靜態(tài)接觸角最大提高了18°,吸水率可降低至10%,拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長率及彈性模量分別高達(dá)24.6 MPa、256%、335MPa; SDS/MWCNT相比于SDBS/MWCNT在納米復(fù)合材料綜合性能改善上表現(xiàn)出相對(duì)較好的效果；然而,MWCNT的加入?yún)s導(dǎo)致了水性聚氨酯材料的透光性降低。
【學(xué)位授予單位】：天津工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TQ317;TB33

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