基于磺酸盐的高固含量聚氨酯分散体的合成与研究

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聚氨酯分散体(PUD)以其优越的性能及环境友好等优点,近年来逐渐成为研究的热点。本文利用新型的磺酸盐及非离子聚乙二醇单甲醚为亲水单体,异氟尔酮二异氰酸酯(IPDI)为硬段,聚碳酸酯二醇(PCDL-2000)、聚四氢呋喃二醇(PTMG-2000)、聚丙二醇( PPG-2000)、聚己二酸1,4-丁二醇酯(PBA-2000)、聚己内酯(PCL-2000)、聚己二酸新戊二醇酯( PNGA-2000)为软段,通过预聚体法制备了固含量50%以上的聚氨酯分散体(PUD)。   本文通过动态光散射粒径分布仪、透射电镜、旋转粘度计研究了不同分子结构对高固含量聚氨酯分散体乳液性能的影响。研究表明,PUD的ζ电位处于-45mV~-80mV之间,分散体稳定性优异。平均粒径处于80~140nm之间,粒径多分布于60~200nm范围内,磺酸盐基团的增加使胶粒平均粒径变小,粒径分布变窄;NCO/OH值和PCDL含量的增加使胶粒平均粒径趋于变大,粒径分布变宽;透射电镜(TEM)显示聚氨酯分散体胶粒呈大小不一的球形结构。PUD的粘度均在600mPa.S以下,并且随剪切速率的增加而下降,呈现假塑性流体的特征。   通过力学性能分析、热重分析、硬度以及耐水性测试等分析方法研究了不同分子结构对分散体胶膜的影响。结果表明,PUD胶膜拉伸强度及杨氏模量均较小,最大伸长率主要集中在1000%左右,达到了软而不粘的效果;热重分析显示PUD胶膜在270℃开始分解,450℃时分解完全;邵氏硬度在20~80之间:吸水率在5%~20%之间。
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