叶青萱,亲水基团对水性聚氨酯性能的影响
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文献名称：亲水基团对水性聚氨酯性能的影响
&&&&前言：对在(W)中的作用及对性能的影响进行了概述。采用二羟()WPU的操作工艺性佳,有其潜在的应用前景。系WPU适用于较宽的范围,且具有优良贮存和耐水解等特性,磺酸系亲水与基复配使用,亲水化合物总用量减少,产物WPU的性能更佳。&&&&The roles of hydrophilic radicals and their effects on properties of waterborne polyurethane(WPU) were introduced.The technological properties of WPU would be better and have potential application prospects when dihydroxymethyl butanoic acid(DMBA) was used.Sulfonic acid type WPU was suitably used in wider pH range and had better storage and water resisting properties.If sulfonic acid hydrophilic compound was combined with carboxylic acid hydrophilic compound using as emulsifier,their total amount decreased ...
亲水基团对水性聚氨酯性能的影响
Article Name英文(英语)翻译
Effect of Hydrophilic Radicals on Property of Waterborne P
Ye Qingxuan（Liming Research Institute of Chemical ILuoyang 471000）;
作者单位Author Agencies
黎明化工研究院 洛阳;
文献出处 Article From
中国科学院上海冶金研究所; 材料物理与化学(专业)
博士论文 2000年度
水性聚氨酯;
<FONT color=# &2005&&京ICP备号&水性聚氨酯的合成及性能研究
水性聚氨酯是以水为分散介质的二元胶体体系，与溶剂型聚氨酯相比，具有无毒、不易燃、不污染等优点，近年来，随着人们环保意识的增强，使水性聚氨酯取代溶剂型聚氨酯成为一个重要的发展方向。
本论文采用甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚酯或聚醚二元醇、二羟甲基丙酸(DMPA)、三乙胺、乙二胺等为原料，采用预聚物分散法，制备了一系列的阴离子水性聚氨酯乳液。并对乳液进行了结构表征，及粘度、固含量、胶膜的耐水性、力学性能的测试。考察了预聚体制备方法对乳液及其胶膜性能的影响，中和剂三乙胺对分散工艺及乳液稳定性的影响，亲水扩链剂DMPA的用量、异氰酸酯的用量...展开
水性聚氨酯是以水为分散介质的二元胶体体系，与溶剂型聚氨酯相比，具有无毒、不易燃、不污染等优点，近年来，随着人们环保意识的增强，使水性聚氨酯取代溶剂型聚氨酯成为一个重要的发展方向。
本论文采用甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚酯或聚醚二元醇、二羟甲基丙酸(DMPA)、三乙胺、乙二胺等为原料，采用预聚物分散法，制备了一系列的阴离子水性聚氨酯乳液。并对乳液进行了结构表征，及粘度、固含量、胶膜的耐水性、力学性能的测试。考察了预聚体制备方法对乳液及其胶膜性能的影响，中和剂三乙胺对分散工艺及乳液稳定性的影响，亲水扩链剂DMPA的用量、异氰酸酯的用量及软段低聚物二元醇的用量对水性聚氨酯乳液性能的影响。
结果表明，预聚体制备方法中一步法得到的乳液的耐水性和力学性能较好，而两步法得到的乳液的稳定性好；中和剂三乙胺的用量应使中和度达到80﹪-100﹪之间，对预聚体的分散和乳液的稳定性才有利；亲水扩链剂DMPA的含量对乳液的粘度、稳定性及乳液胶膜的耐水性有着显著的影响，在保持乳液稳定性的条件下，尽可能的降低DMPA的含量；硬段异氰酸酯主要控制涂膜的硬度、模量、抗撕裂、耐磨等性能，软段低聚物多元醇主要控制涂膜的弹性、耐低温和耐水解等性能，二者的用量比例一般控制在(1.5～1.8)：1。收起
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水性聚氨酯性能的影响因素
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水性聚氨酯粘接性能的影响因素及研究进展
&水性聚氨酯粘接性能的影响因素及研究进展郑主宜&吴晓青&田龙&郑静&李梦华(&中北大学理学院太原030051)摘要:&综述了水性聚氨酯(&WPU)&胶粘剂分子极性、相对分子质量、交联、分子结晶度等分子结构因素对粘接性能的影响及进展，提出了改善WPU&粘接性能的几个有效措施，并展望了WPU&胶粘剂的发展前景。关键词:&水性聚氨酯;&分子结构;&粘结性能中图分类号:&TQ&433.&4&+&32&文献标识码:&A&文章编号:&1005&－&)&01&－&0007&－&03水性聚氨酯(&WPU)&胶粘剂是指聚氨酯以水为分散介质而制备的胶粘剂。WPU&胶粘剂中含有极性的氨酯基、脲键和酯键等基团，因而具有良好的化学粘接力，能粘结金属、非金属等多种材料。由于WPU&胶粘剂具有不燃、气味小、不污染环境、节能、操作加工方便等优点，已受到人们的重视，其应用也越来越广泛［1］。然而，与溶剂型聚氨酯相比，WPU的综合性能还存在较大的差距，如干燥速度慢，固含量低，尤其是力学性能和粘接性能偏低，使其尚无法完全替代溶剂型PU［2］。本综述从WPU&的分子极性、相对分子质量、交联、分子结晶度等方面，简述了这些因素对WPU&粘接性能的影响，并提出了改善WPU&粘接性能的几个有效措施。1·&分子极性的影响WPU&的粘接性能依赖于其分子链中含有极性强、化学活泼性高的氨酯基、脲键和酯键等基团，它们使整个WPU&大分子具有强极性，能与含有活泼氢的材料形成优良的化学粘结力［3&－&4］。另外，分子链段中的极性基团与被粘材料之间产生的氢键作用还能够使粘接更加牢固。研究发现［5］，适当地增加极性基团(&氨酯键、脲键、离子键等)&，可以提高WPU的极性，进而增强与极性基材和多孔性基材的粘接性能。1.&1&改变软链段结构Miller&E&H&与Turner&Ｒ&B，等［6&－&7］以甲苯二异氰酸酯(&TDI)&和聚醚(&PPG)&、聚酯多元醇为主要原料合成了WPU，研究了不同类型软段对粘接性能的影响。研究结果表明，聚酯型WPU&的粘接性能比聚醚型WPU&的好。这是由于酯基的极性比醚基强，聚酯型WPU&分子链的极性比聚醚型WPU&的大，分子间相互作用力大，具有更高的键间吸引力，因而表现出更高的粘接性能。Chen&H，等［8］先用二羟甲基丙酸(&DMPA)&与己内酯反应，合成了含羧基的聚己内酯二元醇，再以这种含羧基的聚酯二元醇和4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯(&MDI)&为主要原料，合成了一系列的软段含羧酸离子的WPU，研究了软段含羧基的WPU&对粘接强度的影响。研究结果表明，将羧基引入WPU&胶粘剂的软段，可以赋予WPU&胶粘剂较高的粘接强度。这是因为羧基属于极性基团，随着极性基团含量的增加可以明显提高对极性材料的粘接力。1.&2&调节Ｒ&值李延科与司小燕，等［9&－&10］分别以聚醚多元醇和TDI&为主要原料合成了WPU&乳液，研究了Ｒ&值(&nNCO&/nOH比值)&对粘接性能的影响。研究结果表明，剥离强度随着Ｒ&值的增大逐渐增大，之后略有下降。因为Ｒ&值增大，NCO&含量增加，极性基团如氨基甲酸酯、脲基等的含量增大，与金属表面以各种化学键或次价键作用的粘接力增强，T&剥离强度增加;&但NCO&含量过高，极性基团含量太多会约束聚合物链段的活动和扩散力，从而降低粘接力，导致剥离强度下降。1.&3&提高亲水扩链剂的含量东华大学的夏荣祖［11］以异佛尔酮二异氰酸酯(&IPDI)&和PPG&为主要原料合成了羧酸型WPU，研究了亲水扩链剂的含量对粘接强度的影响。研究发现，通过增加亲水扩链剂DMPA&的含量，WPU&的剥离强度先增加达到最大值之后，随DMPA&含量的增加而下降。这是因为DMPA&中的羧基COO—具有较强的极性，能与基材表面的极性基团形成氢键，形成粘接强度较大的结头，从而增大剥离强度;&但过高的DMPA&含量致使分子链运动困难反而不利于剥离强度的提高。1.&4&增加扩链剂乙二胺的含量邱丽，等［12］以IPDI&和聚四亚甲基二醇(&PTMG)及DMPA&为主要原料制备了WPU&乳液，研究了扩链剂乙二胺(&EDA)&对WPU&粘接性能的影响。研究结果表明，随着EDA&用量的增加，WPU&的粘接性能有一定程度的提高。因为EDA&含量增加，使得硬段含量也随之增加，并产生了更多的氨基甲酸酯键和脲键，有利于增加分子的内聚力，因而提高了粘接强度。1.&5&增加硬链段含量王柯，等［13］以IPDI&和聚酯多元醇为主要原料，用预聚混合法合成了脂肪族阴离子WPU&乳液，研究了硬段含量对WPU&粘接性能的影响。研究结果表明，硬段含量的适当增加，WPU&的粘接性能明显提高。这主要是因为硬段含量增加使分子结构中成氢键的极性基团如脲键、氨酯键增多，分子间氢键作用增强，提高了分子间的相互作用。2·&相对分子质量的影响聚合物的相对分子质量直结影响聚合物分子间的作用力、玻璃化转变温度(&Tg)&和熔点(&Tm)&，而分子间作用力的大小决定着聚合物材料的性能。分子间的作用力不仅与分子的极性有关，还与相对分子质量有关。相对分子质量大则初粘强度好，但相对分子质量并不是越大越好，相对分子质量太高会造成分子链运动困难而不利于粘接强度的提高［14&－&15］。提高WPU&相对分子质量可通过三羟甲基丙烷(&TMP)&扩链来实现。陈亚东，等［16］以TDI、聚醚多元醇、DMPA&和TMP&为主要原料，制备了改性WPU乳液，研究了TMP&的含量对WPU&粘接性能的影响。研究发现，引入低分子三官能团的TMP&后，WPU&的粘接性能明显提高。这是因为TMP&的3&个活性基团使合成的WPU&具有一定的网状结构，增大了WPU&的相对分子质量，从而改善了聚合物的分子结构，使大分子的内聚力获得相应的提高，从而使得粘接强度提高。谭晓玲，等［17］以低聚物多元醇、IPDI&和DMPA为主要原料，合成了不同组成的WPU&乳液，研究了软段相对分子质量对WPU&粘接性能的影响。研究发现，软段相对分子质量为2000&的聚酯多元醇制备的WPU&的粘接强度比相对分子质量为1000&的要低。这是因为软段相对分子质量较高的WPU&中，由于整个大分子的相对分子质量较高，造成分子链的运动能力降低，从而阻碍了粘接强度的提高。3·&交联的影响大多数直接合成的WPU&主要是线型结构的聚氨酯，这样的聚合物相对分子质量较低，力学性能和粘接性能都很低。交联是提高粘接强度的有效方法，交联聚合物的强度与交联点数目和交联分子的长度密切相关，随着交联点数目的增多，交联间距的变短以及交联分子长度的变短，交联聚合物柔韧性降低。郭文杰，等［18］以TDI、聚己内酯二醇、DMPA&为主要原料，用环氧树脂改性制备了改性的WPU&乳液胶粘剂，研究了环氧树脂的用量对WPU&粘接强度的影响。实验结果表明，随着环氧树脂用量的增加，WPU&胶粘剂对复合薄膜的T&型剥离强度明显上升，然后快速下降。这是因为环氧树脂链段中具有两个以上的活性基团，这些活性基团能与聚氨酯链进行反应，使WPU&形成了一定的网状结构，提高了WPU&整个大分子链的交联度，使其内聚力显著提高，从而提高了胶粘剂的粘接强度;&但用量太大造成乳液不稳定，反而会使T&型剥离强度急速下降。4&·分子结晶度的影响WPU&胶粘剂的粘接性能也受结晶度的影响，一般来说，WPU&分子的结晶度增强，则胶粘剂的粘接强度高、初粘性大。多元醇分子结构愈规整、分子质量愈高，则结晶度愈大。由于酯基比醚基的极性强，分子间作用力大，所以聚酯型的一般较聚醚型的结晶度好。赵雨花，等［19］以高结晶性聚酯多元醇和IPDI&为主要原料，采用丙酮法合成了一系列WPU&乳液，研究了聚酯多元醇的结晶度对WPU&胶粘剂初粘性的影响。研究结果表明，聚酯多元醇的结晶度愈强，初粘性愈高;&聚己二酸己二酯(&PHA)&为原料合成的WPU胶粘剂的初粘性最高，聚己二酸丁二醇酯(&PBA)&的初粘性次之，聚碳酸酯二醇(&PCD)&的最低。这是因为在相对分子质量相同的情况下，PHA&的极性较低，软硬段间的相互作用力较小，加之结构规整性较好，使其结晶度最高，相应的WPU&的初粘性最好;&而PBA&的链段较PHA&略短，其结晶度次之，初粘性略有下降;PCD&则因其极性较强，导致软硬段间的相混合程度较高，使其结晶度较差，初粘性最低。5·&结束语由于WPU&具有无污染等特点，WPU&胶粘剂的应用越来越广泛，可应用于土木、建筑、木材、汽车、造纸、电子元件、制鞋包装等领域，是今后胶粘剂发展的一个方向。综上所述，未来研究方向可从增加WPU&的极性、提高WPU&相对分子质量、交联程度以及结晶度等方法来改善和提高WPU&的粘接性能。短链和长链交联剂对水性聚氨酯性能的影响--《中国聚氨酯工业协会弹性体专业委员会2015年年会论文集》2015年
短链和长链交联剂对水性聚氨酯性能的影响
【摘要】：本文采用不同链长的交联剂三羟甲基丙烷(TMP),蓖麻油(CTO)和改性蓖麻油(MCO)通过预聚体混合法合成了三种内交联的水性聚氨酯(WPU)分散液。通过激光粒度分析仪,电子拉力试验机和热失重分析详细研究了不同链长交联剂对WPU乳液和胶膜性能的影响。研究结果表明:TMP交联的WPU乳液具有较小的平均粒径和粒度分布,其胶膜具有较好的机械性能和耐热性;CTO交联的WPU则具有较大的粒径和较宽的粒度分布,但其胶膜具有更好的耐水性。
【作者单位】：
【关键词】：
【分类号】：TQ317【正文快照】：
前言虽然目前已有许多的方法可制得性能优良的水性聚氨酯(WPU)[1-4],但是很少能达到双组分溶剂型聚氨酯的性能水平。其原因是现在工业上用的大多数水性聚氨酯是线性热塑性聚氨酯在水中的分散液。它们的分子量和交联密度比双组分溶剂型聚氨酯的低得多。因此由水性聚氨酯制得的
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