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水性聚氨酯乳液合成及改性研究

作　者: 王建明
导　师: 葛圣松
学　校: 山东科技大学
专　业: 化学工艺
关键词: 水性聚氨酯改性交联剂苯乙烯甲基丙烯酸甲酯
分类号: TQ316.33
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

水性聚氨酯(WPU)以水为分散介质,不含或只含极少的有机溶剂,对环境几乎没有污染,正受到人们的青睐。水性聚氨酯取代溶剂型聚氨酯是当今聚氨酯工业的一个重要发展方向。目前,水性聚氨酯已在涂层整理、皮革涂饰、胶粘剂、建筑涂料和木漆等众多领域得到广泛应用。本课题采用预聚体混合法合成了聚醚型单组分水性聚氨酯,并且引入内乳化机理,在合成聚醚型水性聚氨酯的基础上利用甲基丙烯酸甲酯(MMA)、苯乙烯(St)及甲基丙烯酸甲酯(MMA)/苯乙烯(St)复合进行了改性研究,以提高合成水性聚氨酯的耐水性及硬度。本文首先在参阅有关文献资料的基础上,通过一系列平行实验对水性聚氨酯合成工艺进行了全面的考察。研究了合成原料的预处理、制备方法、制备温度对合成聚氨酯乳液的影响,进而得到合成水性聚氨酯的最佳工艺。试验了用1,4-丁二醇(BD0)扩链,2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)的不同用量对聚氨酯水分散体系乳液性能和涂膜的断裂伸长率、吸水率的影响,还考察了成盐度对乳液性能的影响以及二异氰酸酯与低聚物二元醇对涂膜物理机械性能的影响。为了进一步提高合成水性聚氨酯涂膜的耐水性能和硬度,进而提高合成水性聚氨酯的涂膜耐磨性能,在合成的水性聚氨酯基础上,分别利用甲基丙烯酸甲酯(MMA)、苯乙烯(St)及甲基丙烯酸甲酯(MMA)/苯乙烯(St)复合进行了水性聚氨酯的改性研究,探索了改性单体、引发剂、乳化剂及助剂对合成水性聚氨酯水分散体系乳液性能和涂膜的断裂伸长率、吸水率的影响,通过热重及红外表征分析了合成及改性水性聚氨酯耐热性能、分子结构。在分析和比较的基础上,制备了综合性能更佳的改性水性聚氨酯,并且得出了合成改性水性聚氨酯的配方及反应条件,为工业化生产提供了依据。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-12
1 绪论  12-26
  1.1 课题的提出  12-13
  1.2 水性聚氨酯国内外研究现状  13-14
  1.3 水性聚氨酯水分散体的制备方法  14-17
  1.4 水性聚氨酯改性方法  17-21
  1.5 目前水性聚氨酯制备中存在的问题及发展趋势  21-22
  1.6 本课题研究的目的、意义、主要内容及创新点  22-26
2 实验原料及方法  26-34
  2.1 实验药品  26
  2.2 主要实验仪器及设备  26-27
  2.3 实验装置  27-28
  2.4 实验方法  28-30
  2.5 主要的分析测试方法  30-34
3 水性聚氨酯乳液合成及结果与讨论  34-49
  3.1 水性聚氨酯乳液合成  34-37
  3.2 原材料预处理影响  37
  3.3 温度的影响  37-40
  3.4 催化剂用量的影响  40-41
  3.5 乳化过程中加水方法的影响  41
  3.6 水性聚氨酯反应单体影响的性能分析  41-46
  3.7 机理分析  46-49
4 水性聚氨酯改性及结果分析与讨论  49-78
  4.1 水性聚氨酯乳液的改性研究  49-50
  4.2 水性聚氨酯改性实验结果  50-54
  4.3 改性水性聚氨酯的性能分析  54-61
  4.4 反应温度的影响  61-62
  4.5 改性反应引发剂用量影响  62
  4.6 改性反应乳化剂用量影响  62-63
  4.7 改性水性聚氨酯涂膜性能表征  63-78
5 结论  78-80
参考文献  80-83
致谢  83-84
攻读硕士期间主要成果  84

水性聚氨酯乳液合成及改性研究

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