优秀研究生学位论文题录展示

聚氨酯聚丙烯酸酯杂合水分散体的研究

专 业: 皮革化学与工程
关键词: 聚氨酯 聚丙烯酸酯 水分散体 杂合体
分类号: TS513  TQ323.8
形 态: 共 72 页 约 47,160 个字 约 2.256 M内容
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内容摘要


聚氨酯PU材料具有优异的综合性能,但溶剂型体系的高VOC挥发性有机化合物含量不符合世界各国对环保的日益重视和环保法规的日益严格苛刻的要求。

水性聚氨酯应运而生,并得到迅猛发展,正逐步取代高污染高VOC的溶剂型聚氨酯产品。

水性PU以水为分散介质,它不仅具有溶剂型聚氨酯的耐低温、柔韧性好、粘接强度大的优良性能,而且具有不燃、气味小、不污染环境等溶剂型聚氨酯所不具备的优点,因此倍受国内外研究人员的重视。

但水性PU的耐水性、耐溶剂性、耐化学性等性能均不及溶剂型。

PU乳液在稳定性、自增稠性、固含量、应用范围、等方面也有一些不足的地方,机械强度不及丙烯酸树脂,且成本较高。

聚丙烯酸酯PA乳液具有较好的耐水性、物理机械性能和耐候性能,存在热粘冷脆、不耐溶剂、韧性、耐磨性、耐候性较差等缺点。

根据PU和PA两种聚合物各自的性能,将两者科学地杂合,可以弥补单一聚氨酯水分散体自增稠性差、含固量低,乳胶膜的耐水性差,光泽性较差和单一丙烯酸水分散体热粘冷脆,柔韧性差,不耐溶剂的缺点,其制品兼有高硬度和高柔韧性,抗湿应力良好,耐水解和耐候性得到大幅度提高。

本论文以聚四氢呋喃PTMEG,异佛尔酮二异氰酸酯IPDI,二羟甲基丙酸DMPA亲水扩链剂,扩链剂乙二胺,中和剂三乙胺,甲基丙烯酸甲酯,丙烯酸丁酯等为主要原料,采用预聚体分散法以不同配方合成了一系列的水性PUA分散体,并对其性能和产品的应用进行了研究。

本实验不用乳化剂乳化剂残留对合成乳液的涂膜性能产生不利影响,成功合成水性PUA分散体。

简要过程为:

首先在丙烯酸单体存在下制备由一NCO封端的高分子预聚体,并使用少量HPA封端。

预聚体残留NCO-达到理论终点后,用三乙胺中和,使预聚体离子化。

离子化的预聚体在强剪切力作用下分散于水后,迅速加入扩链剂乙二胺的水溶液,在水中扩链,待稳定后升温自由基反应,使丙烯酸酯单体聚合,使整个体系分子量进一步提高。

通过均匀实验和一系列单因素平行实验对水性聚氨酯分散体合成工艺进行了考察,研究了异氰酸酯指数RNCO/OH、PA和PU的比例、预聚体的二羟甲基丙酸DMPA的用量、扩链剂乙二胺EDA用量、体系的固体成份含量、中和度、预聚体反应时间、预聚体反应温度等因素与乳液储存稳定性、乳液的粘度等水性聚氨酯分散体的性质之间的关系。

利用现代分析检测手段诸如红外、DSC手段对不同体系的产品分别进行了表征,对比显示了各自体系的结构特征和性能之间的关系。

同时探讨了制备工艺条件的控制及影响性能的各种因素,得到了一些有益的结论..……

全文目录


文摘
英文文摘
第一章 文献综述
1.1研究背景和意义
1.2国内外研究和发展概况
1.2.1共混法
1.2.2 PUA乳液共聚合方法
1.2.3多重杂合以制得高性能的PUA杂合体
1.3水性丙烯酸聚氨酯杂化乳液的结构和性能
1.3.1.无嵌段结构的双组分聚氨酯
1.3.2.离子键聚氨酯
1.3.3.丙烯酸树脂的结构与性能
1.4水性丙烯酸聚氨酯杂化乳液的制备方法
1.4.1强制乳化法
1.4.2自乳化法
1.4.3丙酮法
1.4.4预聚体分散法
1.4.5酮亚胺/酮连氮法
1.5水性丙烯酸聚氨酯杂化乳液的原理
1.5.1异氰酸酯的反应活性
1.5.2羟基化合物的反应活性
1.5.3合成预聚体的化学反应
1.5.4PUA杂合水分散体的乳化机理
1.5.5PUA杂合水分散体的成膜机理
第二章 实验
2.1.设备、仪器及实验药品
2.1.1.设备、仪器
2.1.2.实验试剂药品及原材料
2.1.3.原材料的选择及处理
2.2.实验路线
2.3.分析测试
2.3.1.羟值的测定
2.3.2.预聚体NCO基含量的测定
2.3.3.水性PUA杂合水分散体稳定性的测定
2.3.4.水性PUA杂合水分散体粘度的测定
2.3.5.水性PUA杂合水分散体成膜外观及透明度
2.3.6.水性PUA杂合水分散体成膜吸水率的测定
2.3.7.水性PUA杂合水分散体成膜拉伸强度和断裂伸长率的测定
2.3.8.水性PUA杂合水分散体成膜硬度的测定
2.3.9.水性PUA杂合水分散体粒径的测定
2.3.10.水性PUA杂合水分散体的DSC测定
2.3.11.水性PUA杂合水分散体的红外光谱表征
第三章 实验结果与讨论
3.1.反应时间的影响
3.2.反应温度的影响
3.3.不同多元醇的影响
3.4.均匀实验结果与分析
3.4.1对拉伸强度的多元回归分析
3.4.2对吸水率的多元回归分析
3.5.NCO/OH初值的影响
3.6.NCO/OH摩尔比的影响
3.7.聚丙烯酸酯与聚氨酯比例的影响
3.8.DMPA用量的影响
3.9.HPA用量的影响
3.10.TMP用量的影响
3.11.三乙胺用量的影响
3.12.扩链剂乙二胺EDA用量的影响
3.13 PUA杂合水分散体的红外光谱分析
3.14 PUA杂合水分散体的粒径分布
结论
参考文献
附录

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中图分类: > TS513 > 工业技术 > 轻工业、手工业 > 皮革工业 > 皮革学 > 制革化学
其他分类: > TQ323.8 > 工业技术 > 化学工业 > 合成树脂与塑料工业 > 缩聚类树脂及塑料

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