隨著各國政府對大氣中可揮發(fā)性有機化合物（VOC）和有害空氣污染物（HAP）排放監(jiān)管力度的加大,傳統(tǒng)溶劑型聚氨酯（PU）在涂料、油漆和粘合劑等行業(yè)中的應(yīng)用受到了極大的限制。水性聚氨酯（WPU）作為一種綠色環(huán)保高分子材料,因其無VOC、無毒、安全等優(yōu)點而被廣泛應(yīng)用于粘合劑、涂料和油墨工業(yè)中。然而,由于大多數(shù)WPU主鏈上帶有親水離子基團,因此導(dǎo)致WPU涂料應(yīng)用于木器和輪船等領(lǐng)域時其力學(xué)性能和耐水性遠低于傳統(tǒng)溶劑型聚氨酯。本論文通過優(yōu)化WPU的配方和制備工藝制備混合型水性聚氨酯;再分別通過氧化石墨烯（GO）和疏水氟化納米二氧化硅（F-SiO₂）對混合型水性聚氨酯進行改性來提高WPU的力學(xué)性能和耐水性等性能。主要工作如下:1、HMDI/IPDI和PCDL/PCL混合型水性聚氨酯的制備及性能研究采用丙酮法將混合4,4’-二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯（HMDI）與異佛爾酮二異氰酸酯（IPDI）、混合聚碳酸酯二醇（PCDL）與聚己內(nèi)酯二醇（PCL）、三羥甲基丙烷（TMP）和二羥甲基丙酸（DMPA）等原料制備無揮發(fā)性有機溶劑的WPU。并通過傅立葉紅外光譜儀（FTIR）、接觸角分析儀、原子... 

【文章來源】：江蘇大學(xué)江蘇省

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

氧化石墨烯結(jié)構(gòu)

江蘇大學(xué)碩士學(xué)位論文25圖2.3R值對WPU乳液外貌的影響Fig.2.3TheeffectofthevalueofRonWPUemulsion圖2.4R值對WPU乳液粘度的影響Fig.2.4TheeffectofthevalueofRontheviscosityofWPUemulsion2.4.3DMPA含量對水性聚氨酯性能的影響從表2.4可以看出DMPA含量對WPU乳液的穩(wěn)定性與粒徑和涂膜的吸水率與硬度的影響。實驗設(shè)計了5組對照試驗，DMPA的含量分別為5%，5.25%，5.5%，5.75%，6%。從表中WPU乳液的穩(wěn)定性可以得到，當(dāng)DMPA的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于5.5%時WPU乳液的穩(wěn)定性變差。從WPU涂膜的硬度可以得到以下結(jié)論，隨著DMPA質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增多涂膜的硬度先提高后下降，且DMPA質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5.25%和5.5%時涂膜的硬度最高達到HB。從WPU涂膜吸水率可以得出，隨著DMPA含量的增多，涂膜的吸水率顯著提高最高達到18.85%，且涂膜的耐水性降低。1.251.301.351.401.45100102104106108110Viscosity/mP.saR··

HMDI/IPDI和PCDL/PCL混合型水性聚氨酯的制備、改性及其性能研究26從WPU乳液的粒徑看出，隨著DMPA質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增多，粒徑逐漸下降，且當(dāng)DMPA質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過5.75%時，粒徑幾乎不發(fā)生變化。造成以上現(xiàn)象是因為DMPA含量的增加，會增加體系中的成鹽基團，提高分子鏈的親水性，使乳液粒徑較校但當(dāng)體系中DMPA含量較少時親水基團也較少，分子鏈的親水性較差導(dǎo)致在水中分散困難，乳液粒徑變大。WPU乳液粒子較大時會發(fā)生聚集沉淀的現(xiàn)象，使WPU乳液無法長時間的儲存，而且粒子較大時乳液的透光性差，所以外觀呈乳白色。圖2.5為DMPA含量不同的WPU乳液外觀圖。從圖中看出，當(dāng)DMPA含量低于5.5%時，WPU乳液外觀為乳白色，但隨著DMPA含量的增多，乳液外觀為藍色透明。所以結(jié)合以上分析，合適的DMPA用量應(yīng)為5.5%。表2.4DMPA含量不同的WPU的配比、穩(wěn)定性、硬度、吸水率和粒徑Table.2.4Proportion,stability,hardness,waterabsorptionandparticlesizeofWPUwithdifferentcontentofDMPASampledesignationPre-polymercomposition(g)StabilityofWPUemulsionHardnessofWPUfilmsWaterabsorptionrate(24h)/%Particlesize(D50)/umDMPA(wt.%)HMDI/IPDIPCDL/PCLDMPATMPACDMEA517.7/1527/275.252.0457UnstableB10.481.775.2517.7/1527/275.52.0457.3UnstableHB13.621.685.517.7/1527/275.782.0457.68StableHB15.061.555.7517.7/1527/2762.0458StableB17.631.40617.7/1527/276.32.0458.4StableB18.851.38圖2.5DMPA含量對WPU乳液的影響Fig.2.5EffectofthecontentofDMPAonWPUemulsion2.4.4TMP含量對水性聚氨酯性能的影響

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]碳納米管和石墨烯增強PBO復(fù)合纖維的制備及結(jié)構(gòu)與性能研究[D]. 李艷偉.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013

碩士論文
[1]封閉型水性聚氨酯的制備及應(yīng)用研究[D]. 賈妮.武漢理工大學(xué) 2013
[2]氧化石墨烯的功能化改性及應(yīng)用研究[D]. 王蓓娣.復(fù)旦大學(xué) 2012
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本文編號：3071934