自乳化型醋酸纖維素水性高分子乳液的制備及改性研究
發(fā)布時間:2021-04-25 20:39
醋酸纖維素是由天然纖維素與醋酸進行酯化反應生成的一種有機酸衍生物,具有無毒、可再生、膜柔韌、穩(wěn)定性好等優(yōu)點,常被作為改性樹脂、添加劑或成膜物質(zhì)應用于各種領域。醋酸纖維素不溶于水,只溶解于有機溶劑,因而在應用過程中,會產(chǎn)生大量揮發(fā)性有機物(VOC),對環(huán)境造成嚴重污染,因此需要對醋酸纖維進行水性化研究。本文以二醋酸纖維(CDA)為基材,乙二胺基乙磺酸鈉(AAS)、二羥甲基丁酸(DMBA)為親水劑,異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)為橋連劑,在催化劑的作用下,通過橋連劑中—NCO與CDA中的—OH及親水劑中的—OH、—NH2反應,將親水基羧酸基(—COOH)和磺酸基(—NaSO3)引入到CDA分子鏈中,分別制備出氨基磺酸鹽型水性醋酸纖維乳液(SWCA)和羧酸磺酸鹽型水性醋酸纖維乳液(DSWCA),并對所制備的乳液進行了結(jié)構(gòu)表征和性能測試。為了進一步提高乳液及涂膜性能,本論文采用聚氨酯(WPU)乳液對DSWCA乳液進行改性,并對改性后的乳液及其涂膜性能進行了研究。本論文的主要研究內(nèi)容有以下三個方面:(1)氨基磺酸鹽型水性醋酸纖維乳液(SWCA)的制備及性能研究以AAS為親水劑,在二月桂酸二丁基錫...
【文章來源】:陜西科技大學陜西省
【文章頁數(shù)】:82 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
符號說明
1 前言
1.1 水性高分子乳液概述
1.1.1 水性高分子乳液的基本組成
1.1.2 水性高分子乳液的制備步驟和方法
1.1.3 水性高分子乳液的成膜過程
1.2 水性高分子乳液的改性方法
1.2.1 化學接枝改性
1.2.2 物理多元共混改性
1.3 纖維素酯
1.3.1 纖維素及纖維素酯
1.3.2 纖維素酯的制備
1.4 醋酸纖維素酯
1.4.1 醋酸纖維素酯的性能
1.4.2 二醋酸纖維素酯的應用
1.5 纖維素酯水性化的研究現(xiàn)狀
1.5.1 水性硝化纖維素乳液
1.5.2 水性醋酸纖維素乳液
1.6 研究目的與意義
1.7 研究內(nèi)容
2 氨基磺酸鹽型水性醋酸纖維乳液(SWCA)的制備及涂膜性能研究
2.1 引言
2.2 實驗部分
2.2.1 實驗試劑
2.2.2 實驗儀器與設備
2.2.3 SWCA乳液的制備
2.2.4 CDA膜的制備
2.2.5 SWCA涂膜的制備
2.3 SWCA的結(jié)構(gòu)表征與性能測試
2.3.1 —NCO含量的測定
2.3.2 SWCA乳液貯存穩(wěn)定性測試
2.3.3 乳液粒徑及分散性測試
2.3.4 FTIR測試
2.3.5 乳液粘度測試
2.3.6 TEM測試
2.3.7 SEM測試
2.3.8 涂膜接觸角測試
2.3.9 XRD測試
2.3.10 涂膜熱穩(wěn)定性測試
2.4 結(jié)果與討論
2.4.1 FTIR分析
2.4.2 n(IPDI/AAS)對SWCA乳液粒徑的影響
2.4.3 n(IPDI/AAS)對SWCA乳液表觀粘度的影響
2.4.4 SWCA乳液粒子的微觀形貌分析
2.4.5 n(IPDI/AAS)對SWCA涂膜表觀形貌的影響
2.4.6 n(IPDI/AAS)對SWCA涂膜水接觸角的影響
2.4.7 結(jié)晶性分析
2.4.8 SWCA的熱穩(wěn)定性分析
2.5 本章小結(jié)
3 羧酸磺酸鹽型水性醋酸纖維乳液(DSWCA)的制備及性能研究
3.1 引言
3.2 實驗部分
3.2.1 試劑與材料
3.2.2 儀器與設備
3.2.3 DSWCA乳液的制備
3.2.4 DSWCA涂膜的制備
3.3 DSWCA的結(jié)構(gòu)表征與性能測試
3.3.1 —NCO含量的測定
3.3.2 乳液存儲穩(wěn)定性測試
3.3.3 乳液粒徑及分散性測試
3.3.4 乳液固含量測試
3.3.5 FTIR測試
3.3.6 TEM測試
3.3.7 涂膜吸水率測試
3.4 結(jié)果與討論
3.4.1 預聚體與CDA的反應溫度和時間對反應進程的影響
3.4.2 R值對DSWCA乳液性能的影響
3.4.3 DMBA和AAS含量對DSWCA分散體狀態(tài)的影響
3.4.4 FTIR分析
3.4.5 DSWCA乳液粒子的微觀形貌分析
3.4.6 結(jié)晶性分析
3.4.7 涂膜耐水性能的分析
3.5 本章小結(jié)
4 DSWCA/WPU復合乳液(B-WPC)的制備及涂膜性能研究
4.1 引言
4.2 實驗部分
4.2.1 試劑與材料
4.2.2 儀器與設備
4.2.3 WPU乳液的制備
4.2.4 B-WPC乳液的制備
4.2.5 WPU和B-WPC涂膜的制備
4.3 B-WPC的結(jié)構(gòu)表征與性能測試
4.3.1 乳液粒徑及分散性測試
4.3.2 乳液固含量測試
4.3.3 乳液儲存穩(wěn)定性測試
4.3.4 乳液TEM測試
4.3.5 涂膜干燥時間測試
4.3.6 涂膜SEM測試
4.3.7 涂膜AFM測試
4.3.8 涂膜接觸角測試
4.3.9 涂膜機械性能測試
4.3.10 涂膜硬度測試
4.3.11 涂膜磨損率測試
4.3.12 涂膜熱穩(wěn)定性測試
4.4 結(jié)果與討論
4.4.1 DMBA含量對WPU乳液性能的影響
4.4.2 WPU含量對B-WPC乳液性能的影響
4.4.3 B-WPC乳液粒子的微觀結(jié)構(gòu)
4.4.4 WPU含量對B-WPC涂膜干燥速率的影響
4.4.5 WPU含量對B-WPC涂膜表面性能的影響
4.4.6 WPU含量對B-WPC涂膜接觸角的影響
4.4.7 WPU含量對B-WPC涂膜力學性能的影響
4.4.8 WPU含量對B-WPC涂膜硬度和耐磨性的影響
4.4.9 WPU含量對B-WPC涂膜的熱穩(wěn)定性影響
4.5 本章小結(jié)
5 結(jié)論與展望
5.1 結(jié)論
5.1.1 氨基磺酸鹽型水性醋酸纖維乳液(SWCA)的制備及性能研究
5.1.2 羧酸磺酸鹽型水性醋酸纖維乳液(DSWCA)的制備及性研究
5.1.3 DSWCA/WPU復合乳液(B-WPC)的制備及性能研究
5.2 創(chuàng)新點
5.3 展望
致謝
參考文獻
攻讀學位期間發(fā)表的學術(shù)論文目錄
【參考文獻】:
期刊論文
[1]我國涂料行業(yè)環(huán)境污染現(xiàn)狀及存在問題[J]. 吳慶瑤,張麗娟,黃楚珊,陳棉彪,丁平,李廷真,胡國成. 廣東化工. 2019(23)
[2]氨基磺酸鹽型水性醋酸纖維乳液的制備與性能[J]. 蘇秀霞,晏春苗,張婧,胡金龍,徐佳. 精細化工. 2019(12)
[3]一種新型環(huán)保非異氰酸酯聚氨酯丙烯酸酯膠粘劑性能初探[J]. 董忍娥,孫琳琳,喬勛,馬吉勝. 高分子通報. 2019(06)
[4]水性工業(yè)涂料的應用標準及方案[J]. 董立志,胡中源,商培,李幕英. 中國涂料. 2019(05)
[5]以二羥甲基丁酸為親水劑合成水性硝化纖維乳液及其性能研究[J]. 蘇秀霞,張蓉,張星,賀生卓. 電鍍與涂飾. 2018(22)
[6]以DMBA為親水基的醋酸纖維乳液制備及性能研究[J]. 蘇秀霞,賀生卓,張婧,張蓉,晏春苗. 中國膠粘劑. 2018(11)
[7]蓖麻油基功能性水性聚氨酯染料的制備及性能[J]. 李春紅,趙濤. 印染. 2018(20)
[8]纖維素化學改性的研究進展[J]. 姚一軍,王鴻儒. 材料導報. 2018(19)
[9]磺酸鹽/羧酸鹽復合型陰離子水性聚氨酯分散體穩(wěn)定性能研究[J]. 王海僑,陳瑛,李效玉. 化工新型材料. 2018(04)
[10]醋酸纖維素改性水性聚氨酯的制備及性能[J]. 原楠楠,王鴻儒,張焓. 涂料工業(yè). 2018(03)
博士論文
[1]CA/PEI微孔親和膜的制備及其性能與應用的研究[D]. 陳兆安.中國科學院研究生院(大連化學物理研究所) 2004
碩士論文
[1]醋酸纖維素材料的改性研究[D]. 王福強.天津科技大學 2011
本文編號:3160059
【文章來源】:陜西科技大學陜西省
【文章頁數(shù)】:82 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
符號說明
1 前言
1.1 水性高分子乳液概述
1.1.1 水性高分子乳液的基本組成
1.1.2 水性高分子乳液的制備步驟和方法
1.1.3 水性高分子乳液的成膜過程
1.2 水性高分子乳液的改性方法
1.2.1 化學接枝改性
1.2.2 物理多元共混改性
1.3 纖維素酯
1.3.1 纖維素及纖維素酯
1.3.2 纖維素酯的制備
1.4 醋酸纖維素酯
1.4.1 醋酸纖維素酯的性能
1.4.2 二醋酸纖維素酯的應用
1.5 纖維素酯水性化的研究現(xiàn)狀
1.5.1 水性硝化纖維素乳液
1.5.2 水性醋酸纖維素乳液
1.6 研究目的與意義
1.7 研究內(nèi)容
2 氨基磺酸鹽型水性醋酸纖維乳液(SWCA)的制備及涂膜性能研究
2.1 引言
2.2 實驗部分
2.2.1 實驗試劑
2.2.2 實驗儀器與設備
2.2.3 SWCA乳液的制備
2.2.4 CDA膜的制備
2.2.5 SWCA涂膜的制備
2.3 SWCA的結(jié)構(gòu)表征與性能測試
2.3.1 —NCO含量的測定
2.3.2 SWCA乳液貯存穩(wěn)定性測試
2.3.3 乳液粒徑及分散性測試
2.3.4 FTIR測試
2.3.5 乳液粘度測試
2.3.6 TEM測試
2.3.7 SEM測試
2.3.8 涂膜接觸角測試
2.3.9 XRD測試
2.3.10 涂膜熱穩(wěn)定性測試
2.4 結(jié)果與討論
2.4.1 FTIR分析
2.4.2 n(IPDI/AAS)對SWCA乳液粒徑的影響
2.4.3 n(IPDI/AAS)對SWCA乳液表觀粘度的影響
2.4.4 SWCA乳液粒子的微觀形貌分析
2.4.5 n(IPDI/AAS)對SWCA涂膜表觀形貌的影響
2.4.6 n(IPDI/AAS)對SWCA涂膜水接觸角的影響
2.4.7 結(jié)晶性分析
2.4.8 SWCA的熱穩(wěn)定性分析
2.5 本章小結(jié)
3 羧酸磺酸鹽型水性醋酸纖維乳液(DSWCA)的制備及性能研究
3.1 引言
3.2 實驗部分
3.2.1 試劑與材料
3.2.2 儀器與設備
3.2.3 DSWCA乳液的制備
3.2.4 DSWCA涂膜的制備
3.3 DSWCA的結(jié)構(gòu)表征與性能測試
3.3.1 —NCO含量的測定
3.3.2 乳液存儲穩(wěn)定性測試
3.3.3 乳液粒徑及分散性測試
3.3.4 乳液固含量測試
3.3.5 FTIR測試
3.3.6 TEM測試
3.3.7 涂膜吸水率測試
3.4 結(jié)果與討論
3.4.1 預聚體與CDA的反應溫度和時間對反應進程的影響
3.4.2 R值對DSWCA乳液性能的影響
3.4.3 DMBA和AAS含量對DSWCA分散體狀態(tài)的影響
3.4.4 FTIR分析
3.4.5 DSWCA乳液粒子的微觀形貌分析
3.4.6 結(jié)晶性分析
3.4.7 涂膜耐水性能的分析
3.5 本章小結(jié)
4 DSWCA/WPU復合乳液(B-WPC)的制備及涂膜性能研究
4.1 引言
4.2 實驗部分
4.2.1 試劑與材料
4.2.2 儀器與設備
4.2.3 WPU乳液的制備
4.2.4 B-WPC乳液的制備
4.2.5 WPU和B-WPC涂膜的制備
4.3 B-WPC的結(jié)構(gòu)表征與性能測試
4.3.1 乳液粒徑及分散性測試
4.3.2 乳液固含量測試
4.3.3 乳液儲存穩(wěn)定性測試
4.3.4 乳液TEM測試
4.3.5 涂膜干燥時間測試
4.3.6 涂膜SEM測試
4.3.7 涂膜AFM測試
4.3.8 涂膜接觸角測試
4.3.9 涂膜機械性能測試
4.3.10 涂膜硬度測試
4.3.11 涂膜磨損率測試
4.3.12 涂膜熱穩(wěn)定性測試
4.4 結(jié)果與討論
4.4.1 DMBA含量對WPU乳液性能的影響
4.4.2 WPU含量對B-WPC乳液性能的影響
4.4.3 B-WPC乳液粒子的微觀結(jié)構(gòu)
4.4.4 WPU含量對B-WPC涂膜干燥速率的影響
4.4.5 WPU含量對B-WPC涂膜表面性能的影響
4.4.6 WPU含量對B-WPC涂膜接觸角的影響
4.4.7 WPU含量對B-WPC涂膜力學性能的影響
4.4.8 WPU含量對B-WPC涂膜硬度和耐磨性的影響
4.4.9 WPU含量對B-WPC涂膜的熱穩(wěn)定性影響
4.5 本章小結(jié)
5 結(jié)論與展望
5.1 結(jié)論
5.1.1 氨基磺酸鹽型水性醋酸纖維乳液(SWCA)的制備及性能研究
5.1.2 羧酸磺酸鹽型水性醋酸纖維乳液(DSWCA)的制備及性研究
5.1.3 DSWCA/WPU復合乳液(B-WPC)的制備及性能研究
5.2 創(chuàng)新點
5.3 展望
致謝
參考文獻
攻讀學位期間發(fā)表的學術(shù)論文目錄
【參考文獻】:
期刊論文
[1]我國涂料行業(yè)環(huán)境污染現(xiàn)狀及存在問題[J]. 吳慶瑤,張麗娟,黃楚珊,陳棉彪,丁平,李廷真,胡國成. 廣東化工. 2019(23)
[2]氨基磺酸鹽型水性醋酸纖維乳液的制備與性能[J]. 蘇秀霞,晏春苗,張婧,胡金龍,徐佳. 精細化工. 2019(12)
[3]一種新型環(huán)保非異氰酸酯聚氨酯丙烯酸酯膠粘劑性能初探[J]. 董忍娥,孫琳琳,喬勛,馬吉勝. 高分子通報. 2019(06)
[4]水性工業(yè)涂料的應用標準及方案[J]. 董立志,胡中源,商培,李幕英. 中國涂料. 2019(05)
[5]以二羥甲基丁酸為親水劑合成水性硝化纖維乳液及其性能研究[J]. 蘇秀霞,張蓉,張星,賀生卓. 電鍍與涂飾. 2018(22)
[6]以DMBA為親水基的醋酸纖維乳液制備及性能研究[J]. 蘇秀霞,賀生卓,張婧,張蓉,晏春苗. 中國膠粘劑. 2018(11)
[7]蓖麻油基功能性水性聚氨酯染料的制備及性能[J]. 李春紅,趙濤. 印染. 2018(20)
[8]纖維素化學改性的研究進展[J]. 姚一軍,王鴻儒. 材料導報. 2018(19)
[9]磺酸鹽/羧酸鹽復合型陰離子水性聚氨酯分散體穩(wěn)定性能研究[J]. 王海僑,陳瑛,李效玉. 化工新型材料. 2018(04)
[10]醋酸纖維素改性水性聚氨酯的制備及性能[J]. 原楠楠,王鴻儒,張焓. 涂料工業(yè). 2018(03)
博士論文
[1]CA/PEI微孔親和膜的制備及其性能與應用的研究[D]. 陳兆安.中國科學院研究生院(大連化學物理研究所) 2004
碩士論文
[1]醋酸纖維素材料的改性研究[D]. 王福強.天津科技大學 2011
本文編號:3160059
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