聚氨酯复鞣填充剂MC-PUR合成与应用研究

摘要

蓖麻油可代替聚醚或聚酯多元醇同异氰酸酯反应制备聚氨酯产品。采用天然蓖麻油作为多元醇成分制备的水性聚氨酯，因其羟基官能度较高，容易形成交联，生成的聚氨酯分子过大，不适于用作皮革复鞣剂。 本论文用马来酸酐对蓖麻油进行改性，在其分子结构中引入羧基并降低其羟基官能度后，制备出改性蓖麻油(MCO)，将其作为多元醇成分同聚乙二醇1000(PEG1000)一起和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)进行逐步聚合制备出水性聚氨酯复鞣填充剂MC-PUR，并将其用于皮革复鞣和填充。 探讨了反应温度、催化剂对马来酸酐改性蓖麻油酯化反应的影响，结果表明，催化剂对促进马来酸酐的双酯化反应有着决定性影响，在没有催化剂存在的情况下，双酯化反应很难发生，随着催化剂用量的增加，双酯化程度会增加。反应温度对马来酸酐改性蓖麻油的单酯化反应影响较大，在70℃-110℃之间，反应温度每升高20℃，反应速率会增加一倍。FT-IR和1HNMR分析表明，蓖麻油上的仲羟基与马来酸酐发生了酯化反应，并在蓖麻油分子链上引入了不饱和双键和自由羧基，产物分子结构中存在蓖麻油马来酸单酯结构单元。 以聚氨酯复鞣填充剂MC—PUR的乳液稳定性作为考查对象，分别以加料顺序、反应温度、反应时间、中和剂种类等作为考查因素进行了探讨和研究。结果表明，在MC-PUR的合成中，以上因素都对MC-PUR乳液的稳定性有影响。研究结果为：采用先向改性蓖麻油中滴加IPDI然后再滴加PEG1000的加料方式，当预聚温度为70℃，扩链温度为80℃时，反应总耗时少，乳液稳定性好，粘度适中，选择三乙胺作为中和剂。对改性蓖麻油酯化深度对复鞣剂的性能的影响进行了研究，结果发现，当改性蓖麻油的羟基官能度为2.0-2.2时，用其制备的聚氨酯复鞣剂应用效果最好。 采用应用性对比试验对MC-PUR的合成配方进行了优化，得到作为复鞣剂使用的最佳聚氨酯产品MC-PUR3，其合成配方为：w(MCO)∶w(PEG1000)=1∶1，羧基含量为5％，NCO/OH=0.7。应用试验表明MC-PUR3的最佳用量为5％左右，用其复鞣革的SEM照片显示，革纤维分散良好。另外采用TG/DTG和TEM对MC-PUR3的热稳定性和乳液形态进行了研究，结果表明，MC-PUR3的软硬段之间存在着一定的相容性，其乳液是一种微乳液。 与LevotanC，PUR-MA和BaytiganAR的应用性能相比较，MC-PUR3具有不败色，复鞣革粒面紧实，增厚能力和选择填充作用强，耐黄变性能好，耐光性能优异等特点。经MC—PUR3复鞣的猪皮服装革，其各项理化指标均达到了中国服装用革行业标准(A)的要求。 红外光谱分析表明本研究利用改性蓖麻油合成了羟基终端的阴离子型水性聚氨酯。

目录

文摘

英文文摘

第一章文献综述

第二章实验部分

第三章结果与讨论

第四章结论

致谢

参考文献

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