复合改性水性聚氨酯乳液的合成及表征

以甲苯二异氰酸酯(TD I)、聚醚二元醇(N220)、1,4-丁二醇(BDO)和二羟甲基丙酸(DMPA)为原料,采用丙酮法合成了水性聚氨酯(WPU)分散体。在此基础上,采用三羟甲基丙烷(TMP)对其进行了交联改性并通过环氧树脂和丙烯酸酯对其进行共聚改性,制得了以丙烯酸酯为核,聚氨酯为壳的核壳交联型水性聚氨酯分散体。通过乳液粒度、黏度和涂膜的耐水性和硬度、接触角等分析以及透射电镜观测研究了二羟甲基丙酸(DM-PA)、TMP、环氧树脂以及MMA用量对水性聚氨酯涂膜耐水性等性能的影响,确定了最佳物料配比。结果表明,当DMPA、E-20、TMP和MMA在聚氨酯水性分散体中的质量分数分别为7.5%、6%、1%和20%时,合成的水性聚氨酯乳液平均粒径80 nm,黏度适中,胶膜的物理力学性能较好,耐水性提高。     

环氧树脂与丙烯酸酯复合改性水性聚氨酯的合成研究

用环氧树脂E-44和甲基丙烯酸甲酯(MMA)复合改性水性聚氨酯(WPU),丙烯酸羟乙酯(HEA)与MMA发生共聚反应.制得以丙烯酸酯为核,聚氨酯为壳,HEA为核壳之间桥连的核壳交联型PUA复合乳液.这种复合乳液集中了聚氨酯的耐低温、柔软性好、附着力强,丙烯酸酯的耐水和耐候性好,环氧树脂的高模量、高强度、耐化学性好等许多优点.实验研究结果表明:随着环氧树脂E-44和MMA添加量增大,胶膜硬度、拉伸强度和耐水性逐渐提高,胶膜断裂伸长率和乳液的稳定性则随着降低.当环氧E-44含量为4%,MMA含量为20%～30%时综合性能较好.     

多官能有机硅低聚物改性阳离子水性聚氨酯的制备

采用自制功能性有机硅活性单体(PS1)对阳离子水性聚氨酯进行改性。研究了PS1用量对改性后聚氨酯乳液的粒径及分布、胶膜耐水性及表面沾水性的影响。结果表明,对聚酯型阳离子水性聚氨酯而言,经PS1改性后,其乳液粒径变大,胶膜耐水性先变好后变差,当PS1用量为5%时耐水性最佳,当PS1用量为7%时可达到最好的拒水效果;但对聚醚型阳离子水性聚氨酯而言,PS1的引入会导致其乳液粒径减小,胶膜耐水性以及拒水性随PS1用量的增加而持续改善,当PS1用量为16%时胶膜的耐水性及拒水性均达到最佳。     

三聚氰胺改性水性聚氨酯乳液的制备与性能

以甲苯二异氰酸酯接枝三聚氰胺(T-M)、聚醚N-210、聚醚N-220、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为原料,采用原位聚合法制备了三聚氰胺改性水性聚氨酯乳液及其固化胶膜。用傅里叶变换红外光谱表征了T-M和产物。考察了T-M含量与乳液黏度及粒径的关系。采用差示扫描量热仪(DSC)、热重分析仪、拉力机和扫描电镜探讨了T-M含量对胶膜热性能、力学性能和微观形貌的影响。结果表明,随着T-M含量增加,乳液平均粒径增大,并且粒径分布变宽,黏度降低;胶膜的热稳定性和耐水性均有所提高,拉伸强度先增大后减小,断裂伸长率降低。与纯聚氨酯胶膜相比,当T-M添加量为3.0%时,改性材料拉伸强度提高了110%,断裂伸长率下降了1/2,失重50%时的热分解温度提高了8.4°C。     

环氧树脂改性水性聚氨酯的制备与性能研究

以异氟尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚四氢呋喃醚二醇(PTMG)以及二羟基甲基丙酸(DMPA)为主要原料合成水性聚氨酯(WPU)预聚体,在此基础上加入环氧树脂(EP,E-44)制备了环氧树脂改性水性聚氨酯(PUE)复合乳液。探讨了不同环氧树脂含量对复合乳液性能的影响,并对胶膜的力学性能、吸水率、接触角和热性能等进行了表征。结果表明,适量的环氧树脂改性过后的复合乳液比较稳定;随着环氧树脂含量的增加,乳液粒径和黏度增大,同时胶膜的拉伸强度增大,水的接触角增大,胶膜的热稳定性增加。E-44质量分数为7%~9%时,复合乳液及其胶膜的综合性能较好。     

丙烯酸酯改性非离子型水性聚氨酯的合成及性能

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚氧化丙烯二醇(N-210)、聚氧化乙烯二醇(PEG)等为基本原料,丙烯酸羟乙酯(HEA)为封端剂,合成了非离子型双键封端水性聚氨酯(HPU)自乳化乳液,然后与甲基丙烯酸甲酯(MMA)及丙烯酸丁酯(BA)进行自由基聚合,得到丙烯酸酯改性非离子型水性聚氨酯(PUA)乳液.对这种材料进行了耐水性、粒径及热力学等方面的测试,结果表明:PUA乳液粒子有明显核壳结构,乳液的平均粒径增大;胶膜耐水性随着HPU添加量的提高而降低,胶膜的耐热性有明显提高.     

功能化石墨烯改性无胺型水性聚氨酯的制备

以聚己内酯二元醇(PCL)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)为主要原料,合成水性聚氨酯-丙烯酸酯乳液(WPUA)预聚体。将偶联改性的纳米SiO_2与氧化石墨烯进行接枝后,与聚氨酯-丙烯酸酯乳液预聚体进行原位聚合,用自乳化法制备了经功能化石墨烯改性的无胺型水性聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液(SiO_2-NH_2-GO/WPUA),对功能化石墨烯的用量进行讨论,并对其复合乳液、胶膜结构及性能进行测试。与水性聚氨酯-丙烯酸酯(WPUA)相比,SiO_2-NH_2-GO/WPUA具有更好的耐温性及胶膜性能,当氧化石墨烯接枝SiO_2(SiO_2-NH_2-GO)质量分数为0.75%时,复合乳液胶膜较未改性乳液胶膜相比,热分解温度提高14.51℃;拉伸强度提高到81.28 MPa;该复合乳液配制的胶黏剂在铝箔/PVC薄膜的T-剥离强度达到15.4 N;易氧化物含量指标符合药品包装容器标准,表明该水性聚氨酯胶黏剂适用于医药包装。     

丙烯酸酯对水性聚氨酯胶粘剂的改性研究

用自乳化的方法制备水性聚氨酯(PU)乳液,然后用丙烯酸酯进行改性,制备出水性聚氨酯和丙烯酸酯共聚乳液(PUA),并把聚丙烯酸酯(PA)乳液与PU乳液不同比例共混。考查了共聚型和共混型PUA乳液胶膜的吸水性、热行为、黏度、T型剥离强度。结果表明,在复合薄膜应用方面,共聚型PUA乳液的性能优于共混型PUA乳液。     

丙烯酸酯改性磺酸型水性聚氨酯乳液的合成及性能研究

以甲苯二异氰酸酯(TDI-80)、聚酯二元醇为主要原料,1,4-丁二醇(BDO)为小分子扩链剂,丙烯酸羟乙酯(HEA)为封端剂,乙二胺基己磺酸钠(N60)为亲水扩链剂,成功制备了封端型水性聚氨酯乳液(WPU)。再以甲基丙烯酸甲酯(MMA)和丙烯酸丁酯(BA)对上述乳液进行接枝共聚,成功制备出丙烯酸酯-水性聚氨酯复合乳液(WPUA)。通过红外(FTIR)、透射电镜(TEM)、热重分析(TGA)、耐水性和力学性能测试等分析手段研究了WPUA乳液及其涂膜的结构与性能。结果表明,WPUA乳液具有良好的室温贮存稳定性及成膜性能,与WPU乳液相比,WPUA乳液粒径有所增大,且粒子呈核壳结构。其胶膜的耐热性、耐水性和力学性能较WPU胶膜均有所提高。     

不同软链段对水性聚氨酯性能的影响

以低聚物多元醇、IPDI(异佛尔酮二异氰酸酯)、亲水扩链剂DMPA(2,2-二羟甲基丙酸)和成盐剂三乙胺为主要原料,合成一组软段成分不同的水性聚氨酯乳液。通过测定水性聚氨酯乳液的固含、黏度、结构,以及水性聚氨酯胶膜的耐水性、力学性能、T型剥离强度等,对比了不同类型软段对乳液及胶膜性能的影响。研究结果表明:由含6个碳的聚酯多元醇为软段合成的水性聚氨酯的黏度、耐水性、机械强度、T型剥离强度等数据较好。     

乙烯基三乙氧基硅烷/丙烯酸酯共聚乳液的研究

以聚丙烯酸丁酯为种子乳液，将乙烯基三乙氧基硅烷（VTES）与丙烯酸酯进行乳液共聚，制成了聚合稳定性良好，性能稳定的有机硅／丙烯酸酯共聚乳液，详细讨论了VTES用量对聚合过程稳定性和乳液粒径大小及分布的影响，采用动态光散射法跟踪了聚合过程的粒径大小及分布，采用TEM表征了粒子形态；同时研究了乳液的粘度及乳胶膜的耐水性能，结果表明：乳胶粒的平均粒径随聚合时间的延长逐渐增大，乳胶粒呈球形，具有核壳结构，随着VTES用量的增加，乳液聚合的稳定性变差，乳胶粒的平均粒均增大，乳液的粘度增加，乳胶膜的吸水率减小。     

细乳液聚合制备纳米SiO2／含氟丙烯酸酯复合乳液及其性能研究

采用溶胶-凝胶法,以正硅酸乙酯为前驱物,在丙烯酸酯单体为油相介质中原位生成纳米SiO2粒子,并通过细乳液聚合,制备出纳米Si02／含氟丙烯酸酯复合乳液。研究了含氟单体和SiO2的用量对复合乳胶膜性能的影响,并采用FT-IR,DSL等分析手段对产物进行了表征。结果表明：该乳液具有良好的稳定性,粒径分布较窄。当（甲基丙烯酸十二氟庚酯）FA与SiO2的用量分别为6％和5．5％时,乳胶膜表现出良好的疏水性能,对水的接触角达到了102．7°,吸水性降低到6．9％。     

影响苯丙乳液黏度与粒径的因素分析

采用种子乳液聚合法,以苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸甲酯等为主要原料合成了用于制备胶粘剂的苯丙乳液。重点研究了引发剂、乳化剂及种子单体的用量及硬软单体不同配比对苯丙乳波黏度和粒径的影响。实验结果表明,当引发剂用量为0.5％（占单体总质量,后同）、乳化剂用量为1％、种子单体用量为8％、硬软单体配比为30／46的条件下,合成的笨丙乳液黏度较高、粒径小、粒度分布宽,用该乳液制备的胶粘剂具有优良的施工性能.     

苯乙烯 -马来酸酐共聚物作乳化剂合成丙烯酸酯乳胶的研究

采用 4种不同的碱（氢氧化钾、氢氧化钠、氨水、三乙胺）皂化低相对分子质量的苯乙烯 -马来酸酐共聚物（ SMA）作为乳液聚合的乳化剂合成了丙烯酸酯乳胶，并对 4种不同碱皂化的 SMA作乳化剂合成丙烯酸酯乳胶时所需乳化剂的用量、乳胶的粒径、粒径分布、黏度、乳胶稳定性及乳胶膜的吸水率进行了研究。结果表明： 4种碱皂化 SMA作为乳化剂均可以合成丙烯酸酯乳胶，最佳用量为单体的 8%（质量分数，下同）。乳胶性能及乳胶膜的吸水率受皂化 SMA所用碱的类型的影响较大。其中， NaOH皂化 SMA作乳化剂合成的丙烯酸酯乳胶的综合性能最好，乳胶的粒径较小为 142. 4 nm，呈单分散，黏度为 14. 68 mPa·s，综合稳定性良好，乳胶膜吸水率较低，为 9. 52%。     

含磷丙烯酸酯乳液的制备及性能研究

以甲基丙烯酸酯基烷氧基磷酸酯（PAM-100）、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸等为单体,采用预乳化半连续乳液聚合法制备了含磷丙烯酸酯共聚乳液。研究了PAM-100用量对单体转化率、乳液稳定性和乳胶粒粒径及分布的影响,并通过红外光谱（FT-IR）和微型燃烧量热分析（MCC）对乳胶膜的结构及性能进行表征。结果表明：PAM-100的加入有利于提高乳液聚合的稳定性及乳胶膜阻燃性能。与纯丙乳液相比,当PAM-100用量为10wt%时,含磷丙烯酸酯共聚乳液的乳胶粒表面Zeta电位绝对值由34.6mV提高至41.3mV,粒径由169nm下降至132nm;同时,含磷丙烯酸酯乳胶膜热释放速率峰值（pHRR）由391.1W/g下降至333.3W/g,到达pHRR的时间由264s推迟至300s。     

不同合成工艺制备的脂肪族水性聚氨酯的性能研究

采用异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、聚己二酸丁二醇酯二醇（PBA）、二羟甲基丙酸（DM-PA）、乙二胺（EDA）等为主要原料,以4种不同的合成工艺制备了固体质量分数大于40％的高固含量水性聚氨酯（WPU）乳液,考察了4种不同合成方式所制备WPU的稳定性、粘度、粒径、耐水性能及力学性能等。结果表明,以不同合成方式所制备的固体质量分数大于40％的WPU均具有较佳的稳定性,乳液的粒径均小于0．51μm,所制备的WPU胶膜具有较高的力学性能,拉伸强度均高于30MPa,其中以方法4所制备的WPU综合性能最佳,拉伸强度达到44．52MPa,断裂伸长率达到770％,吸水率为22．92％。     

亲、疏水性功能单体对聚丙烯酸酯乳液聚合的影响研究

以OP-10和SDS为乳化剂,采用预乳化半连续种子乳液聚合工艺制备聚丙烯酸酯乳液。加入亲水单体丙烯酸(AA)、丙烯酸羟乙酯(HEA)和疏水单体丙烯酸长链烷基酯(V)为功能单体,研究了的亲、疏水性功能单体及配比对乳液粘度、表面能、耐水性及涂膜吸水率的影响。结果表明,采用m(AA)∶m(HEA)∶m(V)=1.25∶2∶5得到的丙烯酸酯多元共聚乳液各项性能较佳,此时乳液转化率可达99.91%,乳胶膜吸水率仅为15.21%,表面能为46.3143 J/m2,胶膜浸水脱落时间≥96 h。     

高固含量核壳型丙烯酸酯乳液的制备与性能研究

以甲基丙烯酸甲酯为硬单体,丙烯酸丁酯(BA)为软单体,采用半连续种子乳液聚合方法合成了具有核壳结构的高固含量(不挥发物质量分数≥50%)丙烯酸酯乳液。采用红外光谱(FT-IR)、激光粒度仪(LPA)、透射电镜(TEM)等检测手段对产物进行了表征,同时考察了乳化剂的用量及复配比、引发剂、交联剂以及核单体中软单体含量对乳液性能的影响。结果表明:软﹑硬单体发生了共聚反应;乳液粒径分布较窄,核层聚合时适当加入少量BA,乳液的稳定性能明显提高,复合乳化剂m(SDS)∶m(OP-10)为2∶1且质量分数为3%,引发剂KPS质量分数为0.5%,交联剂EGDMA质量分数为2%时可制得性能较好的乳液。     

苯乙烯乳液聚合实验的反应条件探索

分别考察了主单体配比、功能性单体用量、乳化剂用量、引发剂用量与反应温度对苯乙烯乳液聚合反应的影响,以获得最佳的实验聚合条件。结果表明:在St∶MMA(质量比)为1.0,复合型乳化剂用量为5%,SDS∶OP-10(质量比)为1∶1,引发剂用量为0.5%,丙烯酸用量为3%,反应温度为75℃,油水比为1的最佳乳液聚合条件下,可得到黏度和颗粒尺寸均匀适中、涂膜性能优良的苯丙乳液。     

甲基丙烯酸三氟乙酯和丙烯酸甲酯乳液共聚：乳胶粒子大小及形貌研究

成功地合成了一系列甲基丙烯酸三氟乙酯/丙烯酸甲酯共聚物乳液,固含量约为30%（wt）。研究了乳化剂SDS/OP-10比例、引发剂KPS用量、单体投料比例对乳胶粒子大小及形貌的影响。实验结果表明：阴离子乳化剂十二烷基硫酸钠（SDS）的用量对乳胶粒子的粒径影响较大,粒径从59 nm至100 nm,粒度分布（PDI）变化不大;引发剂用量和单体比例对乳胶粒子影响较小,其中单体比例对乳胶粒子的大小几乎没有影响。