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《北京化工大学》 2013年
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聚氨酯/丙烯酸酯共聚物乳液的合成及其在织物整理上的应用

李刘佳  
【摘要】:丙烯酸酯共聚物因其主链为饱和结构,侧基为酯基,故以丙烯酸酯共聚物为成膜物质的涂层或织物整理剂具有耐紫外、耐老化、耐黄变及优异的透气透湿特性;另一方面,丙烯酸酯单体价格低廉,且更适合自由基乳液聚合,故乳液型丙烯酸酯共聚物不仅性能优异,价格低廉,而且环保,特别适用于建筑涂料及纺织涂层等领域,但丙烯酸酯共聚物乳液用于织物涂层,尤其是织物软涂层时,一直存在“冷脆热粘”问题。将丙烯酸酯共聚物进行交联或增大其分子量虽可解决上述问题,但前者往往导致涂层低温弹性下降,整理后的织物涂层手感变差,后者则导致涂层与织物的附着牢度下降。因此如何解决低温柔性与附着牢度的问题一直是制备纺织软整理涂层的难点。聚氨酯用于纺织涂层具有优异的机械性能尤其是耐低温性能,但其耐黄变性能差,且由于原料问题其成本远高于丙烯酸酯共聚物,限制了其应用。本论文的主要目的是利用聚氨酯的特性,采用两种途径对丙烯酸酯共聚物进行乳液聚合改性,以制备低温性能优异、附着牢度好的织物整理剂。第一种方法是利用丙烯酸酯单体与聚氨酯大分子单体通过乳液聚合合成复合乳液;第二种方法是利用磺酸型聚氨酯分散体采用种子乳液共聚法合成复合乳液。 1.以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI),1,4-丁二醇为单体,甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)和正丁醇为封端剂合成双键单封端为主的聚氨酯大分子单体(PUM)。考察了初始-NCO/-OH对聚氨酯大分子分子量和双键含量的影响。结果表明,当初始-NCO/-OH在2以下时,得到的聚氨酯大分子单体分子量分布较窄。 2.以丙烯酸丁酯(BA),丙烯酸乙酯(EA),丙烯腈(AN)和丙烯酸(AA)为丙烯酸酯单体,以上述PUM为改性单体,采用氧化还原体系于低温合成聚氨酯/丙烯酸酯共聚物乳液。研究了复合乳液的凝胶含量和单体的转化率。结果表明:随着引发剂和PUM用量增加,乳液凝胶含量增加。聚氨酯增加提高了乳液的应用性能。 3.采用自制的磺酸型聚酯二元醇(SPHA)和IPDI为主要原料,乙二胺为扩链剂合成水性聚氨酯乳液,考察了SPHA分子量、DMPA含量对乳液粒径、乳胶膜成膜性能、聚氨酯分子量的影响。结果显示:增加聚酯二元醇分子量和DMPA含量均有利于合成粒径小且分布较窄的水性聚氨酯分散体。 4.以不同比例的丙烯酸酯单体与上述聚氨酯采用种子乳液法合成PUA乳液。结果表明,随着聚氨酯粒径的增加,聚氨酯的乳化效果增加,乳液稳定性增加。丙烯酸酯单体的亲油性越高,有利于合成具有核壳结构的聚氨酯-丙烯酸酯(PUA)乳液。
【学位授予单位】:北京化工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:TS195.2

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【参考文献】
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