水性聚氨酯的溶胶-凝胶转变及硫醇-异氰酸酯点击化学制备

摘要

水性聚氨酯(WPU)分散液是一种以水代替有机溶剂作为分散介质所得到的含溶剂量少或不含溶剂的环境友好型分散液，且具有操作加工方便、运输使用安全等优点。但是水性聚氨酯分散液存储稳定性不好、固含量较低、耐水性较差，使其应用受到一定的限制。
　　为了探讨WPU分散液贮存稳定性问题，研究了乙二胺为后扩链剂制备的水性聚氨酯分散液的溶胶-凝胶转变过程，探讨了体系溶胶-凝胶的转变温度、转变原因。为了改善WPU分散液贮存稳定性及提高分散液固含量，利用硫醇-异氰酸酯点击反应进行后扩链，发现其具有反应条件温和，反应速度快等优点，而且利用多元硫醇为后扩链剂，制备出了稳定性较好，固含量较高的硫醇体系，并探讨了异氰酸酯指数对分散液粒径、粘度、胶膜的力学性能和耐水性能的影响。
　　为了改善水性聚氨酯的耐水性能，引入端羟基聚丁二烯(HTPB)部分取代聚醚二元醇，制备得到HTPB型水性聚氨酯分散液(WPUHS)，再在紫外光照射下通过硫醇-烯反应对WPUHS进行交联改性，探究了HTPB含量对WPUHS稳定性、胶膜耐水性及力学性能的影响，同时探讨了光引发剂种类及光照时间对胶膜力学性能的影响。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 阴离子型水性聚氨酯的特点

1．1．1 阴离子型水性聚氨酯分散液的特点

1．1．2 阴离子型水性聚氨酯的原料及制备方法

1．1．3 阴离子型水性聚氨酯的性能

1．2 水性聚氨酯分散液的溶胶-凝胶转变

1．3 改善阴离子型水性聚氨酯分散液性能的方法

1．3．1 阴离子型水性聚氨酯分散液的改性

1．3．2 阴离子型水性聚氨酯的后扩链

1．4 改善阴离子型水性聚氨酯耐水性的方法

1．4．1 端羟基聚丁二烯的结构

1．4．2 端羟基聚丁二烯型水性聚氨酯的性能

1．5 水性聚氨酯的交联改性

1．5．1 自交联法

1．5．2 外加交联剂法

1．5．3 内交联法

1．6 选题的目的、意义及研究内容

1．6．1 选题的目的和意义

1．6．2 研究内容

第二章 乙二胺后扩链水性聚氨酯的制备及溶胶-凝胶的转变

2．1 引言

2．2 实验部分

2．2．1 实验原料与试剂

2．2．2 WPUN型水性聚氨酯分散液的制备

2．2．3 WPUN胶膜的制备

2．2．4 WPUN的结构表征与性能测试方法

2．3 WPUN的结构表征

2．4 WPUN分散液的稳定性

2．5 WPUN分散液的溶胶-凝胶转变

2．5．1 低温转变

2．5．2 高温转变

2．6 转变原因初探

2．7 WPUN胶膜的性能

2．7．1 WPUN胶膜的热稳定性

2．7．2 WPUN胶膜的力学性能

2．7．3 WPUN胶膜的耐水性能

2．8 本章小结

第三章 水性聚氨酯的巯基-异氰酸酯点击制备及其性能

3．1 引言

3．2 实验部分

3．2．1 实验原料与试剂

3．2．2 BOODT型水性聚氨酯分散液的制备及其胶膜制备

3．2．3 WPUS结构表征与性能测试方法

3．3 水性聚氨酯分散液的巯基-异氰酸酯点击制备

3．3．1 点击反应条件探讨

3．3．2 WPUS分散液的表征

3．4 WPUS胶膜的性能

3．4．1 WPUS胶膜的热稳定性

3．4．2 WPUS胶膜的力学性能及粘结性能

3．4．3 WPUS胶膜的耐水性能

3．5 高固含量的WPUS

3．6 本章小结

第四章 HTPB型水性聚氨酯的制备及其交联改性

4．1 引言

4．2 实验部分

4．2．1 实验原料与试剂

4．2．2 HTPB型水性聚氨酯分散液的制备

4．2．3 WPUHS分散液的改性及胶膜制备

4．2．4 WPUHS结构表征与性能测试

4．3 WPUHS结构表征

4．4 HTPB含量对WPUHS分散液性能的影响

4．4．1 分散液粒径的影响

4．4．2 分散液黏度的影响

4．5 WPUHS胶膜的性能

4．5．1 WPUHS胶膜的耐水性能

4．5．2 WPUHS胶膜的力学性能

4．6 WPUHS分散液的交联改性

4．7 光引发剂种类对WPUHS-1力学性能的影响

4．8 引发时间对WPUHS-1胶膜力学性能的影响

4．9 本章小结

第五章 结论

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文