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含氟丙烯酸酯改性水基聚氨酯分散体的合成及其膜结构研究

作　者: 陈建兵
导　师: 王武生；曾俊
学　校: 安徽大学
专　业: 高分子化学与物理
关键词: 含氟丙烯酸酯 水性聚氨酯分散体 电子能谱 电子显微镜 全反射红外光谱 示差扫描量热仪 接触角 表面结构 核壳分散体
分类号: O633.14
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
下　载: 444次
引　用: 5次
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内容摘要


水基聚氨酯材料近年来在涂料,黏合剂和纺织整理领域受到广泛重视,因为水基聚氨酯材料具有优异的硬度,柔软性,粘接性能和耐磨性能,且这些性能在广泛范围内可以灵活调整。水基聚氨酯分散体与传统溶剂基聚氨酯相比具有溶剂型聚氨酯的特点外同时还具有环境友好性,安全无毒等性能,其发展受到各国政府的重视。 研究结果和应用事实表明水基聚氨酯材料成膜后的疏水性有待改进,其关键在于:1.如何将水基聚氨酯材料在成膜后其亲水基团在膜材料表面存在变为不存在?2.如何保证水基聚氨酯分散体本身的稳定性?3.膜材料本身具有优异性能而不随改变亲水基团在膜材料表面的存在而丧失。 由于氟碳类化合物的主要基团CF3的表面能只有6mJ/m2,是目前已知表面能最低的材料,所以有机氟聚合物材料广泛用于各种材料的低表面能改性,而单纯的有机氟聚合物由于价格昂贵且力学性能单一难以符合实际需要。因此将有机氟功能链段引入其他高分子结构中合成含氟高分子材料有两个显著优势,首先氟链段在材料表面富集可以获得与全氟高分子材料同样的表面性能;其次,其他高分子形成材料的主体,提供材料的其他物化性能。 本实验的研究目的是将有机氟功能结构引入水基聚氨酯材料中,获得具有优异表面性能的水基聚氨酯分散体材料,而将有机氟链段引入水基聚氨酯分散体结构,在分散体及成膜过程中,有以下几个问题:a)氟链段是否能在膜材料表面富集是本实验在改善水基聚氨酯膜材料表面疏水性的关键。b)水基聚氨酯分散体本身的稳定性关键在于亲水基团可否存在于分散体粒子的表面以及氟链段在其中的含量多少合适。c)水基聚氨酯分散体的膜材料本身具有的优异性能是否保存,关键在于用来改善水基聚氨酯膜材料表面疏水性的聚含氟丙烯酸酯类可是微

全文目录


中文摘要  9-11
英文摘要  11-13
第一章 绪论  13-42
  0.前言  13-14
  第一节 聚氨酯和水性聚氨酯  14-21
    1.1 聚氨酯  14-15
    1.2 国内外聚氨酯的发展历史及生产现状  15-17
    1.3 水性聚氨酯  17-18
    1.4 国内外水性聚氨酯的发展历史及生产现状  18-21
  第二节 氟聚合物  21-23
    2.1 芳香族氟碳聚合物  21
    2.2 氟烯烃聚合物  21-22
      2.2.1 氟烯烃  21
      2.2.2 氟烯烃的聚合  21-22
    2.3 氟代聚氨酯  22
    2.4 氟代弹性体  22-23
    2.5 氟聚合物的相关特性  23
  第三节 水性聚氨酯的特点及制备  23-29
    3.1 水性聚氨酯的特点  23-24
    3.2 水性聚氨酯的制备  24-29
      3.2.1 溶液法  25-26
      3.2.2 预聚体混合法  26-27
      3.2.3 熔体分散缩合法  27-28
      3.2.4 酮亚胺-酮连氮法  28-29
      3.2.5 封端异氰酸根(-NCO)合成法  29
      3.2.6 直接分散法和倒相分散法  29
  第四节 含氟聚合物特点及制备  29-32
    4.1 氟聚合物特点  29-30
    4.2 氟聚合物制备  30-32
      4.2.1 氟烯烃聚合物的制备  30-31
      4.2.2 氟聚氨酯聚合物的制备  31-32
      4.2.3 氟其他聚合物制备  32
  第五节 水性聚氨酯的应用和发展趋势  32-37
    5.1 水性聚氨酯的应用  32-35
      5.1.1 皮革涂饰剂  32-33
      5.1.2 胶粘剂  33
      5.1.3 涂料工业  33-34
      5.1.4 造纸业  34-35
      5.1.5 塑料工业处理  35
      5.1.6 织物涂层整理  35
    5.2 水性聚氨酯的发展趋势  35-37
    5.3 水性聚氨酯目前的研究方向  37
  第六节 含氟丙烯酸酯改性水基聚氨酯分散体合成及膜结构课题的研究意义  37-39
    6.1 引言  37
    6.2 本课题研究的意义  37-39
  参考文献  39-42
第二章 溶液聚合合成聚含氟丙烯酸酯-聚氨酯三嵌段聚合物水基分散体  42-51
  第一节 聚含氟丙烯酸酯-聚氨酯三嵌段聚合物水基分散体的合成  42-44
    1.1 原料  42
    1.2 合成  42-43
      1.2.1 端羟基的含氟丙烯酸酯类自由基溶液聚合  42-43
      1.2.2 聚含氟丙烯酸酯-聚氨酯三嵌段聚合物水基分散体的合成  43
    1.3 合成路线  43-44
  第二节 合成端羟基丙烯酸酯类大分子单体分析  44-46
    2.1 原料及仪器  44-45
    2.2 大分子单体分子量及分子量分布GPE分析  45
    2.3 含氟端羟基丙烯酸酯类大分子单体的端基测定  45-46
    2.4 含氟端羟基丙烯酸酯酯类大分子单体红外(IR)表征  46
  第三节 聚含氟丙烯酸酯-聚氨酯三嵌段聚合物水基分散体的存在形态研究  46-50
    3.1 引言  46-47
    3.2 透射电子显微镜(TEM)研究  47
      3.2.1 原料及仪器  47
      3.2.2 实验  47
        3.2.2.1 分散体粒子的染色  47
        3.2.2.2 透射电子显微镜观测粒子结构  47
    3.3 结果与讨论  47-50
      3.3.1 用TEM研究的原理  47-48
      3.3.2 TEM观测的实验结果  48-50
  参考文献  50-51
第三章 聚含氟丙烯酸酯-聚氨酯三嵌段聚合物水基分散体的膜结构研究  51-68
  第一节 水基聚氨酯分散体的成膜研究  51-54
    1.1 成膜机理  51-53
    1.2 水基聚氨酯分散体成膜过程研究  53-54
  第二节 聚含氟丙烯酸酯-聚氨酯三嵌段聚合物水基分散体的膜结构研究  54-63
    2.1 光电子能谱(XPS)研究  54-58
      2.1.1 光电子能谱(XPS)基本原理  54-55
      2.1.2 原料与仪器  55
      2.1.3 XPS研究  55-58
    2.2 表面红外(ATR)的表面研究  58-60
      2.2.1 原料与仪器  58
      2.2.2 ATR及IR对比研究  58-59
      2.2.3 不同氟含量的ATR研究  59-60
    2.3 膜表面的接触角研究  60-63
      2.3.1 原料与仪器  60-61
      2.3.2 接触角测定原理及方法  61-62
      2.3.3 不同氟含量的接触角研究  62-63
  第三节 聚含氟丙烯酸酯-聚氨酯三嵌段聚合物水基分散体成膜后本身基质究  63-67
    3.1 引言  63
    3.2 DSC研究  63-65
      3.2.1 实验  63
        3.2.1.1 原料与仪器  63
        3.2.1.2 实验步骤  63
      3.2.2 结果与讨论  63-65
    3.3 聚含氟丙烯酸酯-聚氨酯三嵌段聚合物水基分散体粒子包埋研究  65-66
      3.3.1 实验  65
        3.3.1.1 原料与仪器  65
        3.3.1.2 实验步骤  65
      3.3.2 结果与讨论  65-66
    3.4 结语  66-67
  参考文献  67-68
第四章 乳液聚合合成含氟丙烯酸酯改性水基聚氨酯分散体  68-78
  第一节 乳液聚合合成含氟丙烯酸酯改性水基聚氨酯分散体的合成  68-70
    1.1 原料  68-69
    1.2 合成  69-70
      1.2.1 水基聚氨酯分散体的合成  69
      1.2.2 种子乳液聚合  69
      1.2.3 合成路线  69-70
  第二节 乳液聚合合成含氟丙烯酸酯改性水基聚氨酯分散体存在形态研究  70-73
    2.1 透射电子显微镜(TEM)研究  70
      2.1.1 原料及仪器  70
      2.1.2 实验  70
        2.1.2.1 分散体粒子的染色  70
        2.1.2.2 透射电子显微镜观测粒子结构  70
    2.2 氟含量对分散体粒径大小的影响研究  70
      2.2.1 原料及仪器  70
      2.2.2 实验  70
    2.3 结果与讨论  70-73
      2.3.1 TEM观测的实验结果  70-71
      2.3.2 激光纳米粒度仪研究不同氟含量含氟丙烯酸酯改性水基聚氨酯分散体粒径曲线  71-73
  第三节 乳液聚合合成含氟丙烯酸酯改性水基聚氨酯分散体膜的研究  73-77
    3.1 膜表面的接触角研究  73-75
      3.1.1 原料与仪器  73
      3.1.2 测定方法  73-74
      3.1.3 不同氟含量的接触角研究  74-75
    3.2 DSC研究  75-76
      3.2.1 实验  75
        3.2.1.1 原料与仪器  75
        3.2.1.2 实验步骤  75
      3.2.2 结果与讨论  75-76
    3.3 氟改性水基聚氨酯分散体粒子包埋研究  76
      3.3.1 实验  76
        3.3.1.1 原料与仪器  76
        3.3.1.2 实验步骤  76
      3.3.2 结果与讨论  76
    3.4 结语  76-77
  参考文献  77-78
第五章 结论  78-80
致谢  80-81
附录  81

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中图分类: > 数理科学和化学 > 化学 > 高分子化学（高聚物） > 杂链聚合物 > 链上含氧的聚合物 > 聚酯
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