松香基聚碳酸酯型水性聚氨酯的合成与性能

【摘要】： 随着绿色化学的发展,以可再生资源代替一次性石油资源为原料的深加工产品具有良好的发展前景。同时减少“碳足迹”,以CO2为原料的聚碳酸酯多元醇代替传统聚酯多元醇制备环保型高性能水性聚氨酯也成为将环保理念和科研工作结合的亮点。本论文设计合成具有松香衍生物结构的一系列新型水性聚氨酯,研究它们的乳液和胶膜性能。 以松香和丙烯酸为原料,经Diels-Alder加成反应制备丙烯海松酸(RA),再与新戊二醇经缩聚反应制备得到端羟基丙烯海松酸新戊二醇酯(ANGE)。改进了丙烯海松酸的纯化方法,减少溶剂使用量,操作简单。 丙烯海松酸新戊二醇酯改性水性聚氨酯乳液的制备及其性能研究,探索了松香衍生物改性水性聚氨酯的工艺条件。以ANGE、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚酯二元醇(PBA)和二羟甲基丙酸(DMPA)为主要原料,通过预聚体法制备了固含量为33%~35%的ANGE改性水性聚氨酯乳液(WPU0A)。讨论了ANGE含量(N),(N= n1/ (n1+n2), n1代表ANGE-OH的摩尔数,n2代表PBA-OH的摩尔数)、R值(–NCO/-OH的摩尔比)及DMPA含量对WPU0A乳液稳定性能、胶膜硬度、拉伸强度及断裂伸长率、耐水性能的影响。实验结果表明:当N3/4时,可以制备稳定的WPU0A乳液,且随着N的增加,WPU0A胶膜的力学性能及耐水性明显提高;当R值在1.5~2.0范围内,均可制备稳定的ANGE改性水性聚氨酯乳液;提高DMPA含量可以制备稳定的水性聚氨酯乳液,胶膜的硬度有所增加,但耐水性随之降低。 具有丙烯海松酸新戊二醇酯结构单元的聚碳酸酯型水性聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液的合成及其性能研究,实现可再生资源及低碳经济的绿色化工理念。研究了以ANGE、聚碳酸酯二元醇(PCDL)、IPDI、DMPA为主要原料制备丙烯海松酸酯改性聚碳酸酯型水性聚氨酯分散体(WPU1)的合成工艺,通过滴加丙烯酸酯单体到WPU1中,聚合得到了丙烯海松酸酯改性聚碳酸酯型水性聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液(WPU1A)。讨论了当R值(–NCO/-OH的摩尔比)为1.5时,DMPA%含量、丙烯海松酸酯含量(N1),(N1= n1/ (n1+n2), n1代表ANGE-OH的摩尔数,n2代表PCDL/其它聚酯多元醇-OH的摩尔数)、PCDL、丙烯酸酯单体与WPU1的树脂含量的质量比(N2)等因素对WPU1A乳液及胶膜性能的影响,并进行了乳液TEM表征及胶膜的ATR及TG分析。综合考虑,当DMPA%=5.5,N1=1/4, N2=1:2时,WPU1A乳液及胶膜性能较好,且环保型WPU1A比其它聚酯型水性聚氨酯表现出优异的力学性能。

【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TQ633