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《安徽建筑大学》 2015年
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含氟、硅、硼水性聚氨酯分子结构设计及材料性能研究

聂祝婷  
【摘要】:水性聚氨酯乳液既环保,又具有优良的综合性能,因而被广泛应用于涂料、纺织、印刷、皮革等诸多领域。但是,由于聚氨酯分子链段中含有亲水集团(或链节)而导致耐水性不好;大部分以线性结构为主而引起的耐热性、阻燃性较差等方面缺点,限制了水性聚氨酯在实际中的应用。本文利用γ―氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)、硼酸、八氟戊醇、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH-570)、甲基丙烯酸十二氟庚酯(DFMA)等为原料对水性聚氨酯进行改性,并对聚氨酯乳液及其胶膜进行性能测试和分析。(1)以聚酯二元醇、甲苯二异氰酸酯(TDI)、2,2-羟甲基丙酸(DMPA)、硼酸和γ―氨基丙基三乙氧基硅烷(KH-550)等为主要原料,用预聚体法合成了一系列硅、硼改性的水性聚氨酯(SBWPUs)。采用红外光谱仪、接触角测量仪、锥形量热仪、烟密度测试仪等对合成的水性聚氨酯进行结构表征和性能测试分析。结果表明:当R值为2,DMPA含量为4%时,可得到稳定的乳液;改性后SBWPUs胶膜的耐水性、阻燃性能、抑烟性能以及物理机械性能均得到较好的改善。(2)以八氟戊醇和γ―氨基丙基三乙氧基硅烷(KH-550)为封端剂对水性聚氨酯进行改性,制得氟、硅封端改性的水性聚氨酯(WFPUs)。通过红外光谱对分子链中的基团进行表征,;接触角测试、锥形量热分析、力学性能测试等对水性聚氨酯胶膜进行性能测试。结果表明:当KH-550含量小于5%、八氟戊醇小于8%时均可得到稳定的聚氨酯乳液;有效降低胶膜的吸水率,并提高其阻燃性能。(3)以聚酯多元醇、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、甲基丙烯酸十二氟庚酯(DFMA)、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH-570)等为原料,采用不饱和化合物封端法合成一系列水性聚氨酯-丙烯酸复合乳液(FSWPUAs)。讨论了引发剂的种类及其用量、聚合温度、聚合时间和单体比例等因素对乳液性能的影响。用红外光谱对产物进行结构表征,并对乳液的稳定性、胶膜的吸水率、阻燃性能以及力学性能进行测试和表征。结果表明:采用0.8wt%的偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,聚合温度为80℃,聚合时间为12h时的产物具有较好的外观和稳定性,并且改性后胶膜的耐水性和阻燃性能均有一定程度的提高。
【学位授予单位】:安徽建筑大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TQ317

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【参考文献】
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