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酯溶性聚氨酯的合成及其在油墨中的应用研究

作　者: 李玉华
导　师: 王正祥
学　校: 湖南工业大学
专　业: 材料加工工程
关键词: 酯溶性聚氨酯 油墨 聚酯二元醇 稀土荧光配合物 荧光猝灭
分类号: TQ638
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


酯溶性聚氨酯树脂是多元醇与异氰酸酯类化合物反应,并以乙酸乙酯为溶剂而合成的聚氨酯,它既克服了传统溶剂型聚氨酯树脂毒性大的缺点,又克服了水性聚氨酯树脂挥发慢,影响生产效率和能耗大的缺点。本论文的目的是研究出一种针对于塑料等非极性基材(塑料膜)具有良好附着力的酯溶性聚氨酯树脂,并作为油墨连接料应用于印刷油墨中。实验初步研究了荧光防伪油墨在塑料基材上印刷的可行性,其研究的重点和难点是解决酯溶性聚氨酯对非极性基材附着力的问题。实验过程大致可以分成以下几个步骤:(1)聚酯二元醇的合成:采用不同种类、不同比例的二元酸与二元醇在一定条件下发生缩聚反应,制备出不同分子量的聚酯多元醇,并研究原料的组成与配比对附着力的影响。应用pH计和差示扫描量热仪(DSC)分析聚酯二元醇的水解稳定性和热稳定性,然后对合成的聚酯二元醇进行初步筛选,排除不可用的聚酯二元醇配方组成。(2)经过筛选后的聚酯二元醇,与甲苯-2,4-二异氰酸酯(TDI)经二次扩链反应,合成酯溶性聚氨酯树脂。研究反应时间、反应温度、催化剂用量对反应程度的影响,以及树脂种类、配比,TDI的用量,二次扩链剂的种类与用量对聚氨酯附着力的影响,得到优化的配方。实验过程中还采用红外光谱法对反应程度进行定量地分析。(3)以酯溶性聚氨酯为连接料,选择红色油墨作为研究对象,制备聚氨酯油墨,考察酯溶性聚氨酯的用量对膜的附着力大小的影响。结果表明,当酯溶性聚氨酯用量(以质量分数表示)达到固体总质量分数的39.7%时,油墨具有良好的附着力。(4)以酯溶性聚氨酯为连接料,以稀土荧光配合物为发光材料,制备荧光防伪油墨,并研究稀土配合物的发光性能,尤其是考察是否发生荧光猝灭现象。结果显示,在一定的浓度范围内,荧光强度随荧光剂含量的增加而增加,聚氨酯中的氨基(―NH)不产生荧光猝灭现象。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章 绪论  9-23
  1.1 聚氨酯胶粘剂的分类  9-10
  1.2 国内外聚氨酯的发展  10-12
    1.2.1 国内发展状况  10-11
    1.2.2 国外发展状况  11-12
  1.3 聚氨酯油墨的概述及发展状况  12-14
  1.4 荧光油墨的发展  14-15
  1.5 聚氨酯树脂的合成理论  15-18
    1.5.1 异氰酸酯与醇的反应  16
    1.5.2 异氰酸酯与水的反应  16-17
    1.5.3 异氰酸酯与胺基的反应  17
    1.5.4 异氰酸酯与氨酯基及脲基的反应  17-18
  1.6 聚氨酯的结构与性能  18-20
    1.6.1 聚氨酯的结构与性能的影响  18-20
    1.6.2 聚氨酯胶粘剂的特性  20
  1.7 聚氨酯油墨的发展方向及其技术路线  20-21
    1.7.1 发展方向  20-21
    1.7.2 技术路线  21
  1.8 研究目的意义及内容  21-23
    1.8.1 目的及意义  22
    1.8.2 设想及研究内容  22-23
第二章 聚酯二元醇的合成及性能研究  23-31
  2.1 实验部分  23-27
    2.1.1 原料与试剂  23-24
    2.1.2 分析仪器及分析方法  24-26
    2.1.3 聚酯二元醇的制备  26-27
  2.2 结果与讨论  27-30
    2.2.1 样品的主要性质  27-28
    2.2.2 样品的红外光谱  28-29
    2.2.3 水解稳定性分析  29
    2.2.4 DSC 分析  29-30
    2.2.5 树脂的筛选  30
  2.3 本章小结  30-31
第三章 酯溶性聚氨酯的合成及性能研究  31-48
  3.1 实验部分  31-34
    3.1.1 主要原料与规格  31-32
    3.1.2 分析仪器及分析方法  32-34
  3.2 样品的制备  34-35
    3.2.1 样品制备的原理  34-35
    3.2.2 样品的制备过程  35
  3.3 结果与讨论  35-46
    3.3.1 异氰酸酯基的反应活性  35-36
    3.3.2 醇的结构对异氰酸基的反应活性的影响  36-37
    3.3.3 反应条件对－NCO 反应程度的影响  37-40
    3.3.4 树脂组成及配比对聚氨酯性能的影响  40-46
  3.4 本章小结  46-48
第四章 聚氨酯油墨的制备研究  48-60
  4.1 实验部分  48-49
    4.1.1 主要原料及试剂  48
    4.1.2 分析仪器及分析方法  48-49
  4.2 聚氨酯红色油墨的制备  49-52
    4.2.1 油墨的组成成分及作用  49-50
    4.2.2 凹印油墨的基本设计思路  50
    4.2.3 酯溶性聚氨酯油墨的制备方法  50-51
    4.2.4 聚氨酯用量对附着力的影响  51-52
  4.3 聚氨酯荧光油墨的制备  52-59
    4.3.1 稀土配合物的合成  52-57
    4.3.2 稀土荧光油墨的制备及性能研究  57-59
  4.4 本章小结  59-60
第五章 结论  60-62
参考文献  62-66
附录一  66-69
附录二  69-70
致谢  70

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中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 涂料工业 > 其他
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