水性聚氨酯-聚丙烯酸酯自修复材料的制备及性能研究

水性聚氨酯-聚丙烯酸酯自修复材料的制备及性能研究

水性聚氨酯/聚丙烯酸酯自修复材料的制备及性能研究

引言：

随着人们对材料功能的不断要求，自修复材料成为研究的热点领域。在此背景下，水性聚氨酯/聚丙烯酸酯自修复材料因其

优秀的性能和环境友好性得到了广泛关注。本文旨在研究水性聚氨酯/聚丙烯酸酯自修复材料的制备方法并探讨其性能。

一、水性聚氨酯/聚丙烯酸酯自修复材料的制备方法

水性聚氨酯/聚丙烯酸酯自修复材料的制备主要分为以下几个

步骤：

1. 聚合物的合成：采用聚丙烯酸酯和聚氨酯作为主要材

料进行合成。首先，将聚丙烯酸酯和聚氨酯按照一定的配比加入到反应釜中，控制温度和反应时间进行聚合反应，得到聚合物。

2. 自修复涂层的制备：将得到的聚合物与一定比例的溶

剂混合，搅拌均匀后得到自修复涂层。

3. 材料的涂覆：将自修复涂层涂覆在需要修复的材料表面，然后进行固化处理，形成稳定的复合材料。

二、水性聚氨酯/聚丙烯酸酯自修复材料的性能

1. 自修复性能：通过在材料表面制备自修复涂层，当材料发

生裂纹或损伤时，涂层中的自修复剂会自动释放填充到裂纹中，与裂纹中的污染物反应形成新的化学键，从而实现自修复效果。

2. 机械性能：水性聚氨酯/聚丙烯酸酯自修复材料具有优异的强度和韧性，可以抵抗较大的力量作用，并能保持材料的持久性。

3. 环境友好性：与传统的有机溶剂制备的材料相比，水

性聚氨酯/聚丙烯酸酯自修复材料使用水作为溶剂，无毒无害，对环境友好。

4. 耐热性能：水性聚氨酯/聚丙烯酸酯自修复材料具有较好的耐高温性能，可以在高温环境下使用。

三、结论

水性聚氨酯/聚丙烯酸酯自修复材料通过制备自修复涂层，能

够实现对材料的自动修复。该材料具有良好的机械性能、环境友好性和耐热性能，具有广阔的应用前景。随着对自修复材料研究的不断深入，水性聚氨酯/聚丙烯酸酯自修复材料有望在

航空、汽车、建筑等领域得到更广泛的应用

综上所述，水性聚氨酯/聚丙烯酸酯自修复材料是一种具

有良好性能和广阔应用前景的材料。通过制备自修复涂层，该材料能够实现对材料的自动修复，提高了材料的使用寿命和可靠性。它具有优异的机械性能、环境友好性和耐热性能，可以在各个领域广泛应用。随着对自修复材料研究的不断深入，水性聚氨酯/聚丙烯酸酯自修复材料有望在航空、汽车、建筑等

领域得到更广泛的应用。未来，可以进一步研究该材料的性能优化，提高其自修复效果和耐热性能，以满足不同领域的需求

有机硅丙烯酸酯改性水性聚氨酯的合成与性能

水性聚氨酯（WPU）因其众多优点及用途而受到人们的广泛关注，但单一的WPU因其耐水性、硬度、热稳定性等不太理想而限制了其应，因此需要对其进 行改性。聚丙烯酸酯（PA）、有机硅（硅烷偶联剂）具有与WPU互补的性能，是改性WPU比较理想的材料。论文采用互穿网络聚合法合成了有机硅丙烯酸酯双重改性水性聚氨酯，取得了明显的技术性能提高改性效果。 摘要：以异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、g-氨丙基三乙氧基硅烷（KH550）、甲基丙烯酸甲酯（MMA）、g-（甲基丙烯酰氧基）丙基三甲氧基硅烷（KH570）为原料，分别合成了水性聚氨酯预聚体（WPU）、聚丙烯酸酯（PA）、有机硅 改性的水性聚氨酯预聚体（SiWPU）和有机硅改性的聚丙烯酸酯（SiPA），然后以WPU、SiWPU、PA、SiPA为原料，采用互穿网络聚合法合成了有机硅-丙烯酸 酯双重改性水性聚氨酯。通过测定吸水率和水接触角考察了PA、SiPA、SiWPU 含量对胶膜耐水性能的影响并分析了反应机理。结果表明：SiWPU-40%-SiPA-37.5%〔40%为SiWPU的含量（以WPU和SiWPU总质量为基准，下同）；37.5%为SiPA 占膜总质量百分数〕胶膜吸水率从改性前样品WPU的37.8%降低至改性后的6.8%，接触角从56.8°增至86.4°，铅笔硬度从改性前的2B提升至H。热重分析显示，Tmax（样品热分解速率最大时的温度）从改性前的340.2 ℃提升至412.4 ℃；TEM 表明，改性后的乳胶粒形成了核壳结构；XRD和断面SEM显示，PA和有机硅改性均增加了聚合物的交联度。 结论

（1）合成了有机硅、丙烯酸酯及其双重改性水性聚氨酯乳液。红外光谱分析表明，有机硅、丙烯酸酯及其双重改性水性聚氨酯已经成功合成，并且硅烷偶联剂上的硅氧烷基团已经发生水解、缩合形成了—Si—O—Si—键。 （2）在一定的添加量范围内，PA或有机硅含量越高，改性水性聚氨酯（WPU）的耐水性能越好，且两者的改性可以起协同作用；在PA和WPU上同时引入两种有机硅烷偶联剂的改性水性聚氨酯比只在PA或者WPU上引入一种硅烷偶联剂或者不引入硅烷偶联剂所制备的改性水性聚氨酯中PA和WPU的相容性得到提升，具有更好的耐水性和乳液稳定性。 （3）PA改性WPU使耐水性增加的原因是：PA与WPU形成互穿网络结构，增加了聚合物的交联度；有机硅改性WPU使胶膜耐水性增强的原因是：有机硅上的硅氧烷基团发生水解、缩合形成了—Si—O—Si—键，增大了聚合物的交联度，并且有机硅可以降低乳胶膜的表面能。 （4）所制备的SiWPU-40%-SiPA-37.5%乳液的稳定性良好，其胶膜的24 h吸水率降低至6.8%，接触角达86.4°，有较好的耐水性，铅笔硬度达到H，附着力、耐冲击性合格，乳液稳定，可常温固化，在水性涂料领域有良好的应用的前景。 反应路线

水性聚氨酯的合成

闫福安，陈俊 (武汉工程大学化工与制药学院,武汉430073) 摘要：对水性聚氨酯的合成单体、合成原理、合成工艺及改性方法作了介绍。水性聚氨酯合成技术不断完善,市场正在推进,国内相关企业和研究机构应加强合作,从分子设计出发,不断推进水性聚氨酯产业的技术进步和市场推广。 关键词：水性聚氨酯；合成；改性 0引言 聚氨酯是综合性能优秀的合成树脂之一。由于其合成单体品种多、反应条件温和、专一、可控,配方调整余地大及其高分子材料的微观结构特点,可广泛用于涂料、黏合剂、泡沫塑料、合成纤维以及弹性体,已成为人们衣、食、住、行必不可少的材料之一,其本身就已经形成了一个多品种、多系列的材料家族,形成了完整的聚氨酯工业体系,这是其它树脂所不具备的。据有关报道,在全球聚氨酯产品的消耗总量中,北美洲和欧洲占到70％左右。美国人均年消耗聚氨酯材料约5.5kg,西欧约4.5kg,而我国的消费水平还很低,年人均不足0.5kg。溶剂型的聚氨酯涂料品种众多、用途广泛,在涂料产品中占有非常重要的地位。水性聚氨酯的研究始自20世纪50年代,60、70年代,对水性聚氨酯的研究、开发迅速发展,70年代开始工业化生产用作皮革涂饰剂的水性聚氨酯。进入90年代,随着人们环保意识以及环保法规的加强,环境友好的水性聚氨酯的研究、开发日益受到重视,其应用已由皮革涂饰剂不断扩展到涂料、黏合剂等领域,正在逐步占领溶剂型聚氨酯的市场。在水性树脂中,水性聚氨酯仍然是优秀树脂的代表,是现代水性树脂研究的热点之一。 1水性聚氨酯的合成单体 1.1多异氰酸酯(polyisocynate) 多异氰酸酯可以根据异氰酸酯基与碳原子连接的部位特点,可分为四大类：芳香族多异氰酸酯(如甲苯二异氰酸酯,TDI)、脂肪族多异氰酸酯(六亚甲基二异氰酸酯,HDI)、芳脂族多异氰酸酯(即在芳基和多个异氰酸酯基之间嵌有脂肪烃基－常为多亚甲基,如苯二亚甲基二异氰酸酯,XDI)和脂环族多异氰酸酯(即在环烷烃上带有多个异氰酸酯基,如异佛尔酮二异氰酸酯,IPDI。芳香族多异氰酸酯合成的聚氨酯树脂户外耐候性差,易黄变和粉化,属于“黄变性多异氰酸酯”,但价格低,来源方便,在我国应用广泛,如TDI常用于室内涂层用树脂；脂肪族多异氰酸酯耐候性好,不黄变,其应用不断扩大,欧美发达国家已经成为主流的多异氰酸酯单体；芳脂族和脂环族多异氰酸酯接近脂肪族多异氰酸酯,也属于“不黄变性多异氰酸酯”。水性聚氨酯合成用的多异氰酸酯主要有TDI、IPDI、HDI、TMXDI(四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯)。TMXDI可直接用于水性体系,或用于零VOC水性聚氨酯的合成。

水性聚氨酯合成、改性及应用前景

水性聚氨酯合成、改性及应用前景 摘要：随着水性聚氨酯合成与改性工艺的不断进步，水性聚氨酯的应用也得到了极大地提升，反过来由于水性聚氨酯涂料的优异性能以及其极好的应用前景近些年来有关于水性聚氨酯的合成与改性研究也是如火如荼。本文主要介绍了水性聚氨酯涂料的合成方法，综述了水性聚氨酯的改性方法，包括丙烯酸酯改性、环氧树脂改性、有机硅改性、纳米材料改性和复合改性，并对水性聚氨酯涂料的发展进行了展望。 关键字：水性聚氨酯；合成；改性；丙烯酸酯；有机硅。 水性聚氨酯是以水代替有机溶剂作为分散介质的新型聚氨酯体系，也称水分散聚氨酯、水系聚氨酯或水基聚氨酯。水性聚氨酯以水为溶剂，无污染、安全可靠、机械性能优良、相容性好、易于改性等优点。水性聚氨酯可广泛应用于涂料、胶粘剂、织物涂层与整理剂、皮革涂饰剂、纸张表面处理剂和纤维表面处理剂。水性聚氨酯虽然具有很多优良的性能，但是仍然有许多不足之处。如耐水性差、耐溶剂性不良、硬度低、表面光泽差等缺点，由于水性聚氨酯的这些缺点，我们需要对其进行改性，目前常见的改性方法有丙烯酸酯改性、环氧树脂改性、有机硅改性、纳米材料改性和复合改性等，本文将对水性聚氨酯的合成与改性进行阐述。 一、水性聚氨酯的合成 水性聚氨酯的制备可采用外乳化法和自乳化法。目前水性聚氨酯的制备和研究主要以自乳化法为主。自乳化型水性聚氨酯的常规合成工艺包括溶剂法(丙酮法)、预聚体法、熔融分散法、酮亚胺等。丙酮法是先制得含端基的高粘度预聚体，加入丙酮、丁酮或四氢呋喃等低沸点、与水互溶、易于回收的溶剂，以降低粘度，增加分散性，同时充当油性基和水性基的媒介。反应过程可根据情况来确定加入溶剂的量，然后用亲水单体进行扩链，在高速搅拌下加入水中，通过强力剪切作用使之分散于水中，乳化后减压蒸馏回收溶剂，即可制得PU 水分散体系。

水性聚氨酯及其改性方法

随着各国环保法规的确立和环保意识的增强，传统的溶剂型涂料中的挥发性有机化合物（VOC）的排放越来越受到限制。因此，开发低污染环保型的水性涂料、粉末涂料、高固含量涂料和光固化涂料已成为开发的主要方向。水性聚氨酯（PU）涂料具有良好的物理机械性能和优良的耐寒性。但是，由于单一PU乳液存在自增稠性差，固含量低，乳胶膜的耐水性差，光泽性较差，机械强度不及丙烯酸树脂，且成本较高等缺陷，其应用受到一定的限制。而聚丙烯酸酯（PA）乳液具有较好的耐水性、物理机械性能和耐候性能，故PU和PA在性能上具有互补性。所以将聚氨酯乳液与聚丙烯酸酯乳液复合制备水性聚氨酯一聚丙烯酸酯（PUA）复合乳液，兼有聚氨酯乳液和聚丙烯酸酯乳液的优良特性，成本较低，具有较好的应用前景。 利用有机硅和有机氟对水性聚氨酯进行改性，将各自优点融合起来，突出了环保和高效的特点，获得了更优的特性，因而得到人们的广泛关注与快速发展。有机硅材料具有耐高低温、耐老化、耐臭氧、电绝缘耐燃、无毒、无腐蚀和生理惰性等优异性能，因而是聚氨酯改性产品的理想材料。另外，由于氟原子半径小，电负性强、碳氟键键能高，因此赋予了氟涂料极好的利紫外线和核辐射性、柔韧性，优良耐磨性，低表面能，高抗张强度，高电阻率和高耐候性，含氟的聚氨酯树脂涂料就是一种可常温固化的具优异性能的涂料品种。 1.2 水性聚氨酯概述 聚氨酯是聚氨基甲酸酯的简称。凡是在高分子主链上含有许多重复的-NHCOO-基团的高分子化合物通称为聚氨基甲酸酯（Ployurethnae，简称PU）。通常所说的聚氨酯系由二元或多元有机异氰酸酯与二元或多元醇化合物（聚醚多元醇或聚酯多元醇）相互反应而得的，其大分子主链是由玻璃化温度低于室温的柔性链段和玻璃化温度高于室温的刚性链段嵌段而成的依据聚氨酯材料的本身结构，可以分为体形与线形，一般由于所用原料官能团数目的不同，可以合成体形或线形结构的高分子，如当有机异氰酸酯和多元醇化合物均为二官能团时，即可得到线形结构得高聚物，若其中之一种或两种，部分或全部具有三个及三个以上官能团时则得到体形结构的聚合物，由于聚合物的结构不同，性能也不一样，利用这些性质，聚氨酯类聚合物可以用在橡胶、塑料、纤维、涂料、猫合剂、皮革、染整纺织等方面[1]。因此，它的应用领域极为广阔，从航天技术到人们的衣食住行，几乎渗透到社会的各个方面。 水性聚氨酯是以水代替有机溶剂为分散介质的新型聚氨酯体系，同属于聚氨酯体系，但对环境无污染、不易着火和中毒、节省资源和能源的材料[3-5]。和许多聚氨酯材料一样，聚氨酯和水是不相容的，但通过特殊处理或改性可以分散在水中。最常用的是把离子基团引入到聚氨酯的分子链段上来，因为离子基团是天然亲水并起着内乳化剂的作用。通常依其外观和粒径，将水性聚氨酯分为三类：

含氟水性聚氨酯的制备及其性能研究

含氟水性聚氨酯的制备及其性能研究 高性能聚氨酯材料具有优异的机械性能、耐热性、耐腐蚀性和高分子复合材料的优点，尤其是其耐磨性和内部结构稳定性，因此在航空航天、汽车制造、石油化工、水处理设备和军用装备等领域得到了广泛应用。近年来，随着人们对环境保护的重视和非氟烃催化剂的出现，氟代聚氨酯作为一种新型高分子材料已经得到了广泛的研究和应用。 氟代聚氨酯是一种具有优异性能的新型材料，其具有优越的耐油性、耐腐蚀性、耐热性、耐拉伸性和耐摩擦性等优点，其运动学特性好，尤其是其耐油性，主要是由氟原子在共聚物链结构上形成共价键、共键和双键作用所致。因此，氟代聚氨酯对环境和腐蚀介质更加有利。氟代聚氨酯具有光滑、韧性、耐油和耐腐蚀性，可以用于制造一系列高性能的滑动件，可以提高产品的机械性能和抗老化性。 氟代聚氨酯的制备及性能研究一直是材料领域最具活力的研究 课题之一。研究聚氨酯制备技术的关键是对聚合反应的控制，如合适的反应温度、氟量等参数。整个反应过程会产生热量，需要采取措施控制分子量的合理性、分子量分布的均匀性，才能制备出具有更好性能的聚氨酯。 氟代聚氨酯的性能主要取决于其分子结构，分子结构决定了其物理机械性能，是影响其物理性能的重要因素。通过X射线衍射分析可以研究分子结构的细节特性，评估分子的稳定性和可能会发生的改变，进而控制其物理性能。

氟代聚氨酯的耐热性是由其分子结构决定的。氟代聚氨酯由氟原子和聚氨酯链组成，两者之间形成氟原子和聚氨酯链之间的共价键、共键和双键，能够有效提高聚氨酯的热稳定性。因此，氟原子的含量可以影响聚氨酯的耐热性。 氟代聚氨酯的耐腐蚀性取决于氟原子在聚氨酯中的形式和分布。氟原子可以以持续价态和游离态两种形式存在，因两者具有不同的化学和物理性质，所以可以构成一种由持续价态和游离态氟原子混合在一起的复合结构，这种复合结构可以有效地提高聚氨酯的耐腐蚀性。 此外，氟代聚氨酯的机械性能受分子量、分子结构、分子量分布和氟含量等因素的影响，其机械性能的高低直接影响着氟代聚氨酯的应用范围和性能等级。 本文就氟代聚氨酯的制备及其性能研究进行了比较全面的研究。氟代聚氨酯的研究可以为开发新型聚氨酯材料及其新型应用提供参考。但是，氟代聚氨酯在开发应用过程中仍然存在一定的难点，如如何控制和优化分子量等参数。因此，未来仍有许多有待探索的研究课题，将为氟代聚氨酯的应用发展带来新的突破。 以上就是以《含氟水性聚氨酯的制备及其性能研究》为标题，写一篇3000字的中文文章的内容。氟代聚氨酯具有优异的机械性能、 耐热性、耐腐蚀性、耐磨性和内部结构稳定性的特点，广泛用于航空航天、汽车制造、石油化工、水处理设备和军用装备等领域。氟代聚氨酯的制备及性能研究是一项具有活力的研究课题，主要从氟量控制、分子量控制、分子量分布、氟原子在聚氨酯中的形式和分布、机械性

水性聚氨酯-聚丙烯酸酯自修复材料的制备及性能研究

水性聚氨酯-聚丙烯酸酯自修复材料的制备及性能研究 水性聚氨酯/聚丙烯酸酯自修复材料的制备及性能研究 引言： 随着人们对材料功能的不断要求，自修复材料成为研究的热点领域。在此背景下，水性聚氨酯/聚丙烯酸酯自修复材料因其 优秀的性能和环境友好性得到了广泛关注。本文旨在研究水性聚氨酯/聚丙烯酸酯自修复材料的制备方法并探讨其性能。 一、水性聚氨酯/聚丙烯酸酯自修复材料的制备方法 水性聚氨酯/聚丙烯酸酯自修复材料的制备主要分为以下几个 步骤： 1. 聚合物的合成：采用聚丙烯酸酯和聚氨酯作为主要材 料进行合成。首先，将聚丙烯酸酯和聚氨酯按照一定的配比加入到反应釜中，控制温度和反应时间进行聚合反应，得到聚合物。 2. 自修复涂层的制备：将得到的聚合物与一定比例的溶 剂混合，搅拌均匀后得到自修复涂层。 3. 材料的涂覆：将自修复涂层涂覆在需要修复的材料表面，然后进行固化处理，形成稳定的复合材料。 二、水性聚氨酯/聚丙烯酸酯自修复材料的性能 1. 自修复性能：通过在材料表面制备自修复涂层，当材料发 生裂纹或损伤时，涂层中的自修复剂会自动释放填充到裂纹中，与裂纹中的污染物反应形成新的化学键，从而实现自修复效果。 2. 机械性能：水性聚氨酯/聚丙烯酸酯自修复材料具有优异的强度和韧性，可以抵抗较大的力量作用，并能保持材料的持久性。 3. 环境友好性：与传统的有机溶剂制备的材料相比，水

性聚氨酯/聚丙烯酸酯自修复材料使用水作为溶剂，无毒无害，对环境友好。 4. 耐热性能：水性聚氨酯/聚丙烯酸酯自修复材料具有较好的耐高温性能，可以在高温环境下使用。 三、结论 水性聚氨酯/聚丙烯酸酯自修复材料通过制备自修复涂层，能 够实现对材料的自动修复。该材料具有良好的机械性能、环境友好性和耐热性能，具有广阔的应用前景。随着对自修复材料研究的不断深入，水性聚氨酯/聚丙烯酸酯自修复材料有望在 航空、汽车、建筑等领域得到更广泛的应用 综上所述，水性聚氨酯/聚丙烯酸酯自修复材料是一种具 有良好性能和广阔应用前景的材料。通过制备自修复涂层，该材料能够实现对材料的自动修复，提高了材料的使用寿命和可靠性。它具有优异的机械性能、环境友好性和耐热性能，可以在各个领域广泛应用。随着对自修复材料研究的不断深入，水性聚氨酯/聚丙烯酸酯自修复材料有望在航空、汽车、建筑等 领域得到更广泛的应用。未来，可以进一步研究该材料的性能优化，提高其自修复效果和耐热性能，以满足不同领域的需求

水性聚氨酯的制备与性能

水性聚氨酯的制备与性能 水性聚氨酯（Waterborne Polyurethane，简称WPU）是一种以水作 溶剂或分散介质的聚氨酯树脂。相对于传统的有机溶剂型聚氨酯，水性聚 氨酯具有可溶性好、可分散性好、环保性强等优点，广泛应用于涂料、胶 粘剂、纤维处理剂等领域。本文将介绍水性聚氨酯的制备方法和性能特点。 一、水性聚氨酯的制备方法 1.环氧化物与异氰酸酯反应法：先将环氧化物与异氰酸酯反应生成异 氰酸酯预聚体，然后将预聚体与水发生开环反应，生成水性聚氨酯。 2.改性醇酸与异氰酸酯反应法：将改性醇酸与异氰酸酯反应生成异氰 酸酯预聚体，然后与水发生开环反应，生成水性聚氨酯。 3.水溶性聚酯与异氰酸酯反应法：将水溶性聚酯与异氰酸酯反应生成 异氰酸酯预聚体，然后与水发生开环反应，生成水性聚氨酯。 4.乳化法：通过乳化剂将异氰酸酯分散到水中，然后加入反应物进行 反应，生成水性聚氨酯。 二、水性聚氨酯的性能特点 1.耐候性好：水性聚氨酯具有较好的耐候性，能够在室外长时间使用 而不发生颜色变化、光泽下降等情况。 2.耐热性好：水性聚氨酯具有较高的热稳定性，能够在高温条件下保 持较好的性能。 3.强度高：水性聚氨酯具有较高的强度和硬度，能够提供优良的物理 性能和机械性能。

4.耐化学腐蚀性强：水性聚氨酯对酸、碱、溶剂等具有较好的耐腐蚀性，能够在化学环境中保持稳定。 5.低挥发性：由于水是溶剂或分散介质，水性聚氨酯相对于有机溶剂 型聚氨酯具有较低的挥发性。 6.环保性好：水性聚氨酯采用水作为溶剂或分散介质，不含有机溶剂，具有良好的环保性。 三、水性聚氨酯的应用领域 1.涂料：水性聚氨酯因其优异的性能和环保特点，被广泛应用于各类 涂料中，例如家具涂料、木器涂料、金属涂料等。水性聚氨酯涂料具有耐 候性好、附着力强、耐磨性好等优点。 2.胶粘剂：水性聚氨酯在胶粘剂领域也有广泛的应用，例如纸张胶粘剂、木制品胶粘剂、皮革胶粘剂等。水性聚氨酯胶粘剂具有粘接强度高、 耐水性好、耐寒性好等特点。 3.纤维处理剂：水性聚氨酯有助于改善纺织物的柔软性、耐洗性等性能，被应用于纺织品的整理和染色过程中。 4.皮革涂料：水性聚氨酯在皮革涂料领域有广泛的应用，能够提供皮 革表面的保护、光泽和耐磨性。 5.填料：水性聚氨酯可以作为填料用于改善材料的性能，例如增加塑 料的加工性能和强度。 总结：水性聚氨酯作为一种环保型聚氨酯材料，具有优异的性能和广 泛的应用领域。通过不同的制备方法可以得到不同性能和应用特点的水性

高生物基含量的水性聚氨酯的制备及性能

江西科技师范大学 毕业设计（论文） 题目（中文）：高生物基含量的水性聚氨酯的制备及性能 (外文):Preparation and properties of waterborne polyurethane with high bio-based carbon content 院（系）：化学化工学院 专业：高分子材料与工程 学生姓名：江利平 学号：20104582 指导教师：付长清 年月日

目录 1．引言 (1) 2.实验部分 (3) 2.1 主要原料 (3) 2.2 十一烯酸亲水扩链剂的合成（UAC） (4) 2.3 二取代1,4-丁二醇十一烯酸酯的合成（UAB） (4) 2.4 植物油基多元醇的合成(UAB-diol) (4) 2.5 植物油基多元酸的合成（UAB-diacid） (4) 2.6 植物油基二异氰酸酯的合成（UAB-diisocyanate） (5) 2.7 高生物基的水性聚氨酯的合成（WPU） (5) 2.8 NMR分析 (6) 2.9 FT-IP分析 (7) 2.10 热性能分析 (7) 3．结果与讨论 (7) 3.1 核磁共振氢谱分析 (7) 3.2 红外谱图分析讨论 (8) 3.3 差示扫描热法（DSC）与热重分析（DTG)分析 (9) 4. 结语 (10) 参考文献 (11)

高生物基含量的水性聚氨酯的制备及性能 摘要：本文用十一烯酸与3-巯基丙酸、1,4-丁二醇等合成了一种生物基二异氰酸酯，通过十一烯酸与3-巯基-1,2-丙二醇间的巯基－烯点击反应合成了一种植物油基多元羧酸，并将其作为扩链剂与用十一烯酸制备的异氰酸酯反应制备高生物基水性聚氨酯，采用核磁共振氢谱(NMR)、红外光谱对其结构进行了分析，差示扫描量热仪（DSC）、热重分析(DTG)等手段对其性能进行了分析与表征。 关键词：十一烯酸；水性聚氨酯；亲水扩链剂； 1．引言 随着世界经济的快速发展和人们生活质量的不断提高，保护环境和节约能源越来越受到各国的广泛关注，世界涂料的发展方向和产品结构发生了重大转变，特别是更加强调所谓“四”原则(即经济、效率、环保和节能原则)，涂料的快速发展向着节省资源、节省能源、零VOC方向发展[1-3]，继而出现了水性涂料、光固化涂料、高固体份涂料，粉末涂料等有机溶剂少甚至无溶剂的环保涂料，合成树脂也有了新的思路与工艺，使得涂料的品种更加丰富，性能更加突出，应用更加的广泛，特别是进入90年代以来，低碳环保、提高资源产能，节约不可再生资源成为了人们共同面对的话题，世界各国纷纷制定相应法律法规，限制其VOC（挥发性有机物）的排放量，加强生产行业管理，使得“节约型”涂料得到了充分的发展。然而合成高分子材料的大部分原材料均来源于石油裂解产物，而石油是不可再生资源，受到储量的限制，全世界的石油储量估计也只能提供50年的开采，因此，寻找不可再生资源的替代品已是迫在眉睫，已经引起各国政府的高度重视。我国是发展中的大国，石油资源大多数靠进口，这几十年的经济、工业高速发展使得对石油的需求量不断增加，对进口石油的依赖性越来越大，使得我国在石油作为战略资源储备方面显得处于弱势，开发合成高分子新原料，降低对石油资源的依赖性已是必经之路，我国“十一五”规划中也明确提出的“要大力发展可再生资源”的政策利用植物油替代石油产品制备高分子材料是一条较佳的途径。首先，植物油是可再生资源，资源丰富，并且价格便宜，原材料容易取得。利用植物油作为合成高分子材料的原材料替代石油裂解产物，即可以缓解对石油资源的需求，对我国的能源安全也有着重大的战略意义。第二，基于植物油的可生物降解性以及环境友好的特点，符合当下绿色环保的概念，实现高分子材料与生态环

水性聚丙烯酸酯-聚苯胺—四氧化三铁复合材料的制备与性能研究

水性聚丙烯酸酯-聚苯胺—四氧化三铁复合材料的制备与 性能研究 水性聚丙烯酸酯/聚苯胺—四氧化三铁复合材料的制备与性能研究 引言： 复合材料作为一种新型材料，具有优异的性能，并在各个领域得到了广泛应用。在本实验中，我们采用水性聚丙烯酸酯（Waterborne polyacrylic ester，WPAE）和聚苯胺（Polyaniline，PANI）两种材料，与四氧化三铁（Iron(III) oxide，Fe3O4）进行复合，制备了一种新型的复合材料，并对其性能进行了研究。 实验方法： 1. 材料制备 WPAE先用有机溶剂进行溶解，然后将其与Fe3O4进行混合， 使其充分分散。PANI也用有机溶剂进行溶解，然后与之前的 混合液进行搅拌混合。最后，将得到的溶液通过旋涂的方式涂布在基底上，并进行干燥。 2. 性能测试 对所制备的复合材料进行了多种性能测试。首先，通过扫描电子显微镜（SEM）观察其形貌和表面结构。然后，使用X射线衍射仪（XRD）测试了样品的晶体结构。接下来，使用热重分析仪（TGA）研究了样品的热稳定性。最后，使用电化学工作站测试了样品的电化学性能。 结果与分析： SEM观察结果显示，复合材料呈现出均匀的颗粒分布，并具有较好的表面质量。XRD测试结果表明，Fe3O4和PANI在复合材

料中得到了很好的结合，并且没有出现明显的杂质。TGA结果 显示，复合材料的热稳定性较好，可以耐受高温条件。电化学测试结果表明，复合材料具有良好的电导性能和电化学活性，可应用于电池、储能器件等领域。 讨论： 本实验中制备的水性聚丙烯酸酯/聚苯胺—四氧化三铁复合材 料具备了优良的性能，这主要得益于材料之间的协同效应。WPAE具有良好的水溶性和可加工性，可增加复合材料的柔韧 性和可塑性；PANI具有良好的导电性和电化学性能，可增加 复合材料的导电性和电化学活性；Fe3O4具有良好的磁性能和 稳定性，可增加复合材料的磁性和稳定性。因此，复合材料的综合性能得到了有效提升。 结论： 本实验成功制备了水性聚丙烯酸酯/聚苯胺—四氧化三铁复合 材料，并对其性能进行了研究。结果表明，复合材料具有良好的形貌、晶体结构、热稳定性和电化学性能。这种复合材料在电池、储能器件等领域具有广泛的应用前景，值得进一步研究和开发。同时，本实验也为其他复合材料的制备提供了参考和借鉴 综合实验结果表明，水性聚丙烯酸酯/聚苯胺—四氧化三 铁复合材料具有均匀的颗粒分布和良好的表面质量。Fe3O4和PANI在复合材料中得到了良好的结合，且无明显的杂质存在。复合材料具有较好的热稳定性和电化学活性，可应用于电池、储能器件等领域。这种优良性能主要归功于复合材料中不同成分的协同效应。因此，本实验成功制备了具有广泛应用前景的

聚氨酯丙烯酸酯水凝胶的制备与性能研究及应用

聚氨酯丙烯酸酯水凝胶的制备与性能研究及 应用 近年来，随着人们对皮肤健康和舒适度的增强要求，水性凝胶 材料得到了广泛的应用。聚氨酯丙烯酸酯水凝胶是一种新型的水 凝胶材料，它具有高弹性、高吸水性、高保湿性等优异的性能。 本文将针对聚氨酯丙烯酸酯水凝胶的制备与性能进行研究，并同 时深入探究其在生物医药、化妆品等领域的应用。 一、聚氨酯丙烯酸酯水凝胶的制备 聚氨酯丙烯酸酯水凝胶的制备，一般采用自由基聚合法。首先 将丙烯酸酯、聚氨酯预聚物、十二烷基硫酸钠等物质混合均匀， 然后添加过氧化氢等引发剂，通过自由基聚合反应得到聚氨酯丙 烯酸酯交联水凝胶。在制备过程中，需要注意反应条件，如温度、压力、pH值等参数的控制，以及材料的质量和种类的选择，保证 水凝胶的品质和性能。 二、聚氨酯丙烯酸酯水凝胶的性能研究 1. 吸水性

吸水性是聚氨酯丙烯酸酯水凝胶的重要性能指标之一。通过实验表明，聚氨酯丙烯酸酯水凝胶的吸水性能取决于其交联密度和水分子与凝胶之间的作用力。在固定温度、pH值和离子浓度的条件下，随着交联密度的增大，凝胶的吸水性会下降；相反，随着凝胶与水分子之间的作用力增强，凝胶的吸水性会上升。在实际应用中，通过调整凝胶的交联密度和作用力，可以得到适合不同领域的水性凝胶材料。 2. 保湿性 聚氨酯丙烯酸酯水凝胶的保湿性是指材料在不同温度和湿度条件下，对环境中水分的吸附和保留能力。保湿性是水性凝胶材料在化妆品、医疗等领域应用的重要性能之一。实验表明，聚氨酯丙烯酸酯水凝胶材料在25℃、相对湿度为80%时，保湿率可达到150%以上。这表明该材料在热带和干燥地区的适用性较强，具有广阔的应用前景。 3. 生物相容性

水性聚氨酯的制备及改性方法

聚氨基甲酸酯（polyurethane），简称聚氨酯（PU），是分子结构中含有重复氨基甲酸酯（-NHCOO-）结构的高分子材料的总称。聚氨酯一般由二异氰酸酯和二元醇或多元醇为基本原料经加聚反应而成，根据原料的官能团数不同，可制成线形或体形结构的聚合物，其性能也有差异。聚氨酯具有良好的力学性能、粘结性能及耐磨性等，在各领域得到了广发应用。 由于溶剂型聚氨酯的溶剂为有机物，具有挥发性，不仅污染环境，而且对人体有害。在人们日益重视环境保护的今天以及环保法规的确立，溶剂型涂料中的有机化合物的排放量受到了严格的控制，因此，开发污染小的水性涂料已成为研究的主要方向。水性聚氨酯（WPU）具有优异的物理机械性能，其不含或含有少量可挥发性有机物，生产施工安全，对环境及人体基本无害，符合环保要求。其生产方法分为外乳化法和内乳化法，外乳化法又称强制乳化法，由使用这种方法得到的乳液稳定性较差，所以使用较少。目前使用较多的是内乳化法，也称自乳化法，即在聚氨酯分子链上引入一些亲水性基团，使聚氨酯分子具有一定的亲水性，然后在高速分散下，凭借这些亲水基团使其自发地分散于水中，从而得到WPU。 然而，亲水基团的引入在提高聚氨酯亲水性的同时却降低了它的耐水性和拒油性。为了改善其耐水性和拒油性，通常是将强疏水性链段引入聚氨酯结构之中。有机硅、有机氟由于其表面能低和热稳定性好受到人们的重视，已经得到了广泛应用。同时利用纳米材料来提高涂膜的光学、热学和力学性能。纳米改性WPU 完美地结合了无机物的刚性、尺寸稳定性、热稳定性及WPU的韧性、易加工性，纳米改性WPU为涂料向高性能化和多功能化提供了崭新的手段和途径，是最有前途的现代涂料研究品种之一。[1] 1.2 水性聚氨酯的基本特征及发展历史 1937年德国的Otto Bayer博士首次将异氰酸酯用于聚氨酯的合成。直到1943年德国科学家Schlack在乳化剂或保护胶体存在的情况下，将二异氰酸酯在水中乳化并在强烈搅拌下加入二胺，首次成功制备了水性聚氨酯。1975年研究者们向聚氨酯分子链中引入亲水成分，从而提高了水性聚氨酯的乳液稳定性和涂膜性能，其应用领域也随之拓广。进入21世纪以来，随着水性聚氨酯乳液应用范围的进一步拓宽，世界范围内日益高涨的环保要求，进一步加快了水性聚氨酯工业发展的步伐。[2] 相对于国外，国内的水性聚氨酯发展较晚。我国水性聚氨酯的研究开始于上世纪七十年代，1976年沈阳皮革研究所最早研制出用于皮革涂饰用的水性聚氨

聚氨酯材料的制备及性能研究

聚氨酯材料的制备及性能研究聚氨酯是一种重要的高分子化合物，具有优异的物理性能和化学性能。 一、聚氨酯的制备方法 聚氨酯的制备方法包括聚酯型、聚醚型、聚氨酯醇型和聚异氰酸酯型。其中，聚酯型和聚醚型是最常用的制备方法。 1.聚酯型 聚酯型聚氨酯是由多羟基醇和多酸酐或多元酸酐经缩酐反应制备而成的。常用的多羟基醇有聚酯多元醇、聚醚多元醇等，常用的多酸酐或多元酸酐有己内酰胺、苯酰胺等。 2.聚醚型 聚醚型聚氨酯是由聚醚多元醇和二异氰酸酯经缩合反应制备而成的。其反应机理为二异氰酸酯与聚醚多元醇的反应，生成聚氨酯。 二、聚氨酯材料的性能特点 聚氨酯材料具有优异的物理性能和化学性能。 1.力学性能 聚氨酯材料的力学性能优异。硬度高，强度大，可根据需要进行调整。 2.热性能 聚氨酯材料的热性能良好，可在-40℃~-120℃温度范围内工作。 3.化学性能 聚氨酯材料的化学性能良好，耐油、耐溶剂、耐酸、耐碱等。

4.耐磨性 聚氨酯材料的耐磨性良好，是一种优良的磨损材料。 三、聚氨酯材料的应用领域 聚氨酯材料广泛应用于机械制造、矿山冶金、工业制造、汽车制造等领域。具体应用如下： 1.制造耐磨零件 聚氨酯材料制成的零件具有耐磨、耐腐蚀等特性，可用于制造磨损部件。 2.制造机械密封件 聚氨酯材料具有优异的密封性，可用于制造机械密封件。 3.制造输送带 聚氨酯材料的耐磨性良好，是一种优良的制造输送带材料。 4.制造植入物 聚氨酯材料具有良好的生物相容性，可用于制造植入物。 四、聚氨酯材料的发展趋势 聚氨酯材料的发展趋势是注重材料的高性能化、低污染化和环保化。未来，聚氨酯材料的应用领域将更加广泛，技术也将更加成熟，发展前景广阔。 总之，聚氨酯材料是一种重要的高分子化合物，具有优异的物理性能和化学性能，未来发展前景广阔。

水性聚氨酯改性及工艺研究的开题报告

水性聚氨酯改性及工艺研究的开题报告 一、选题背景及研究意义 随着环境保护和健康意识的增强，水性聚氨酯作为一种环保型涂料 和粘合剂而得到了广泛应用。然而传统的水性聚氨酯在耐热性、耐水性、耐化学品性等方面存在一定的局限性，因此需要对其进行改性，以提高 其使用性能和适用范围。 本课题旨在对水性聚氨酯进行改性，探究不同改性方法对其性能的 影响，并优化制备工艺，以期提高改性水性聚氨酯的物理化学性能和应 用效果。 二、研究内容和方法 研究内容： 1. 对水性聚氨酯进行改性，探究改性对其性能的影响。 2. 优化改性水性聚氨酯的制备工艺 研究方法： 1. 通过引入具有特殊性能的官能团或添加剂等，对水性聚氨酯进行 改性。 2. 考察改性对水性聚氨酯的表观形态、流变性能、耐热性、耐水性、耐化学品性等性能的影响。 3. 优化改性水性聚氨酯制备工艺，包括改变反应条件，调整前驱体 配比，探究加入新型表面活性剂的可行性等。 三、预期研究结果 1. 分析不同改性方法对水性聚氨酯性能的影响，找到适合工业生产 的改性方法。 2. 优化改性水性聚氨酯的制备工艺，提高其加工性能和应用效果。

3. 探究加入新型表面活性剂的可行性，为进一步改进水性聚氨酯的性能奠定基础。 四、研究难点和解决方法 难点： 1. 水性聚氨酯的改性存在多种方法和途径，如何确定最适合的改性方法是本课题的难点之一。 2. 水性聚氨酯的制备工艺相对复杂，如何找到适合改性的工艺是一个困难的问题。 解决方法： 1. 对不同改性方法进行综合比较，从中找到最适合的改性方法。 2. 借助实验室设备优化工艺，并从工业应用的角度出发进行优化。 五、研究进度安排 第一年： 1. 进行水性聚氨酯改性方法的调研和初步实验。 2. 对改性水性聚氨酯的物理化学性能进行初步测试和分析。 第二年： 1. 确定最佳的改性方案和优化工艺。 2. 对优化后的改性水性聚氨酯进行进一步的物理化学性能测试。 第三年： 1. 探究新型表面活性剂的可行性，并进行实验验证。 2. 完成论文及相关学术交流。 六、参考文献

水性聚氨酯实验方案

水性聚氨酯树脂防水涂料的制备及性能研究实验方 案 指导老师：苏晓磊 组员：李谦，吴钵，赵文杰 一、问题的提出 随着社会的发展和科技的进步，目前大部分地方使用的聚氨酯树脂都为溶剂 型聚氨酯树脂。这些有机溶剂的使用会造成各种危害，如操作者的健康、环境污染、储存运输等安全隐患。而且溶剂的挥发和回收还会造成资源和能源的浪费，也不符合国家节能减排的产业政策。随着经济的发展和全球一体化环保和能源问题也引起各个国家的重视。因此各个国家开始思考是不是可以发明一种新型的聚氨酯树脂防水材料来代替溶剂型聚氨酯树脂防水材料，因此就有了发展和使用水性聚氨酯树脂替代目前的溶剂型树脂材料的想法产生。 [ 1] 聚氨酯 ( PU ) 是由含羟基、羧基、氨基等官能团的化合物与含异氰酸酯基化合物反应得到的高分子化合物, 分子主链中除含有许多重复的氨基甲酸酯键(-NH COO -) 外, 还含有醚键、酯键、脲键、脲基甲酸酯键。聚氨酯被誉为性能最优异的树脂, 以其制得的涂料具有许多优异的性能, 如高硬度、耐磨损、柔韧性好、耐化学品、附着力强、成膜温度低、可在室温固化等。但是, 传统的溶剂型聚氨酯涂料在制备和施工的过程中都需添加不少有机溶剂, 对人类健康和环境造成危害。此外, 双组分聚氨酯涂料中游离的多异氰酸酯(如 TDI) 对皮肤、眼睛和呼吸道有强烈的刺激作用, 长期接触会引起慢性支气管炎等疾病。 目前日本、德国、意大利等发达国家已开始使用水性聚氨酯树脂替代溶剂型聚氨酯树脂采用人工合成。我国由于水性聚氨树脂开发比较迟目前未经改性的水性聚氨酯树脂还不能用于各个行业。目前已有许多改性的水性聚氨酯树脂产品，如专利号CN101348554、CN1884335、CN1854165、CN1772786、CN1611522等等。这些水性聚氨酯树脂尽管使用原料和生产工艺有所不同，但产品只能用于涂料和粘合剂，应用范围还是非常局限的。

聚氨酯丙烯酸酯的吸水性能研究及其应用

聚氨酯丙烯酸酯的吸水性能研究及其应用聚氨酯丙烯酸酯是一种具有很强的吸水性能的材料，其应用已经越来越广泛。在本文中，我们将探讨聚氨酯丙烯酸酯的吸水性能研究及其应用。 一、聚氨酯丙烯酸酯的吸水性能研究 聚氨酯丙烯酸酯是一种由聚氨酯和丙烯酸酯两种物质合成的高聚物，其结构如下图所示： 在聚氨酯丙烯酸酯的结构中，丙烯酸酯具有很强的亲水性，同时聚氨酯分子链上的-NH-和-CO-NH-基团具有与水分子形成氢键的能力，因此聚氨酯丙烯酸酯具有很强的吸水性能。 在研究聚氨酯丙烯酸酯的吸水性能时，研究人员通常采用静态浸水法或者动态吸附法进行测试。静态浸水法是将聚氨酯丙烯酸酯样品放置在一定重量的水中，待其达到吸水平衡后进行测量。动态吸附法是将聚氨酯丙烯酸酯样品置于高湿度环境下，观察其在一定时间内吸水的变化情况。

研究表明，聚氨酯丙烯酸酯的吸水性能与其结构中丙烯酸酯和聚氨酯的比例、聚氨酯分子链长度、交联度等因素有很大关系。在一定的条件下，聚氨酯丙烯酸酯的吸水率可以达到数百倍甚至数千倍。 二、聚氨酯丙烯酸酯的应用 1. 环保领域 由于聚氨酯丙烯酸酯具有很强的吸水性能，它可以被用来制备一些与环境保护相关的材料。例如，聚氨酯丙烯酸酯可以用于制备具有吸附有害气体能力的空气净化器、污水处理设备等。 2. 医疗领域 聚氨酯丙烯酸酯具有良好的生物相容性，可以作为医用材料的基底。例如，在口腔修复领域，聚氨酯丙烯酸酯可以用于制备口腔修复材料，并且由于它的吸水性能，所制备出来的材料具有更好的贴合度和稳定性。

3. 工程领域 聚氨酯丙烯酸酯的吸水性能使得它可以在防水、防潮等方面得到应用。例如，在建筑领域中，聚氨酯丙烯酸酯可以用于制备防水、防潮、隔热等各种建筑材料，提高建筑物的使用寿命。 总之，聚氨酯丙烯酸酯具有很强的吸水性能，其应用前景十分广阔。未来，随着科技的不断发展，聚氨酯丙烯酸酯在各个领域中的应用会变得越来越广泛。

纤维增强聚氨酯丙烯酸酯材料的制备及性能研究

纤维增强聚氨酯丙烯酸酯材料的制备及性能 研究 随着科技的快速发展，人类对材料的研究和开发也日益深入， 纤维增强聚氨酯丙烯酸酯材料 (Fiber-reinforced polyurethane acrylate material, FRPU) 即是其中之一。本文旨在讨论该材料的制 备及其性能研究，对其应用领域进行探讨。 一、制备方法 FRPU的制备方法主要包括以下几个步骤： 1、聚氨酯预聚体的制备 聚氨酯预聚体是由异佛尔酮二异氰酸酯、聚醚醇、二甲苯二异 氰酸酯等复合原料反应的结果。将异佛尔酮二异氰酸酯放入反应 釜中，加入用于控制醇酸值的有机酸，然后加入聚醚醇和催化剂，搅拌混合。最后加入二甲苯二异氰酸酯进行反应，制得聚氨酯预 聚体。 2、纤维增强

将玻璃纤维布或碳纤维布等纤维材料切割成需要的尺寸和形状，浸渍在聚氨酯预聚体中，使其均匀浸润。 3、丙烯酸酯的交联反应 将交联剂和光引发剂加入聚氨酯预聚体中，然后加入含有丙烯 酸酯的混合物进行交联反应。光引发剂激发后可以促进聚合反应，增强材料的性能。 二、性能研究 1、力学性能 FRPU材料具有较高的强度和刚度，可达到玻璃纤维强度的两 倍以上，碳纤维强度的一半到两倍不等。它还具有优异的耐冲击 性和耐磨性，可用于制造航空航天、汽车、船舶等领域的零部件。 2、耐化学性能 FRPU材料对化学品、油脂等物质具有较好的耐腐蚀性，在化 学品处理、石油化工、水处理等领域得到了广泛应用。

3、耐热性能 FRPU材料在高温环境下有一定的耐受力，可以在150℃左右的温度下工作，因此可以用于高温环境下的石油化工和汽车制造等领域。 4、电性能 FRPU材料还具有优异的电绝缘性能和介电性能，可用于高压电力设备、电气绝缘器等领域。 三、应用领域 FRPU材料的应用领域非常广泛，如： 1、航空航天领域：FRPU材料用于制造飞机的翅膀、机身和航空设备等零部件。 2、汽车领域：FRPU材料可以用于汽车零部件，如车身、发动机罩、内饰面板等，可减轻车重、提高车速和燃油效率。

多重交联有机氟水性聚氨酯-聚丙烯酸酯的制备与应用

多重交联有机氟水性聚氨酯-聚丙烯酸酯的制备与应用 多重交联有机氟水性聚氨酯/聚丙烯酸酯的制备与应用 摘要：本文介绍了多重交联有机氟水性聚氨酯/聚丙烯酸 酯的制备方法和应用领域，着重讨论了它在防污染涂料、阻燃材料和医学领域的应用。研究结果表明，多重交联有机氟水性聚氨酯/聚丙烯酸酯具有良好的防污染、阻燃和生物相容性能，具有广阔的应用前景。 1.引言 有机氟化合物以其独特的性能在防污染、阻燃和医学领域得到了广泛应用。然而，传统的有机氟化合物大多数都是有机溶剂型的，不仅对环境造成污染，而且在应用中存在一定的安全隐患。因此，研究开发一种无机溶剂型的有机氟化合物十分必要。 2.多重交联有机氟水性聚氨酯/聚丙烯酸酯的制备方法 多重交联有机氟水性聚氨酯/聚丙烯酸酯的制备主要包括 以下几个步骤：首先，通过原位聚合法合成有机氟化合物与聚氨酯的共聚物；然后，将共聚物与聚丙烯酸酯进行反应，形成多重交联结构；最后，通过控制聚合反应条件，得到具有良好分散性和稳定性的有机氟水性聚氨酯/聚丙烯酸酯。 3.多重交联有机氟水性聚氨酯/聚丙烯酸酯的应用 多重交联有机氟水性聚氨酯/聚丙烯酸酯在防污染涂料方 面具有重要应用价值。它可以有效地阻断油漆中的有害物质向基层渗透，具有良好的防污染效果。同时，它具有良好的耐候性和耐热性，可以在恶劣环境中长期使用。 在阻燃材料领域，多重交联有机氟水性聚氨酯/聚丙烯酸 酯的应用也备受关注。它可以通过自身的交联网络结构，形成

防火屏障，有效地提高材料的阻燃性能。同时，它还具有良好的耐热性和耐腐蚀性，能够在高温和腐蚀介质中保持其阻燃性能。 在医学领域，多重交联有机氟水性聚氨酯/聚丙烯酸酯的 应用也有很大潜力。它具有良好的生物相容性，可以作为生物医学材料的载体，用于修复和再生组织。同时，由于多重交联结构的存在，它还具有一定的抗菌性能，可以在医疗领域起到抗菌防污染的作用。 4.结论 多重交联有机氟水性聚氨酯/聚丙烯酸酯作为一种新型的 有机氟化合物材料，在防污染、阻燃和医学领域具有广阔的应用前景。通过控制制备方法和反应条件，可以调控材料的性能，满足不同领域的需求。未来的研究应进一步优化制备工艺，提高材料的应用性能，拓展其应用领域 综上所述，多重交联有机氟水性聚氨酯/聚丙烯酸酯在防 污染涂料、阻燃材料和医学领域均显示了广泛的应用潜力。其具有良好的防污染效果、耐候性和耐热性，在恶劣环境中长期使用。在阻燃材料领域，其通过自身的交联网络结构形成防火屏障，提高材料的阻燃性能，并同时具备良好的耐热性和耐腐蚀性。在医学领域，多重交联有机氟水性聚氨酯/聚丙烯酸酯 具有良好的生物相容性，可用于修复和再生组织，并具备一定的抗菌性能。未来的研究应进一步优化制备工艺，提高材料的应用性能，拓展其应用领域

聚氨酯和聚丙烯酸酯两者在性能上具有很大的互补性若将两者复合

核壳型丙烯酸酯改性水性聚氨酯的合成和表征 郑绍军张德震* (华东理工大学材料科学工程学院上海 200237) 聚氨酯和聚丙烯酸酯两者在性能上具有很大的互补性，若将两者复合，可以使涂膜的性能得到明显改善，配制出性能优异的水性涂料。同时随着各国环保法规的确立和环保意识的增强，以水为介质的PUA复合乳液具有不燃、无毒、不污染环境、性能优越等优点，因而水性PUA复合乳液成为近年来高性能乳液的研究热点[1-2].本实验就是利用丙烯酸酯类单体来改性聚氨酯，合成稳定的核壳型水性PUA复合乳液，使涂膜具有良好的耐水性。 本实验通过甲苯二异氰酸酯(TDI)与聚丙二醇醚的反应，利用亲水扩链剂二羟甲基丙酸(DMPA)来合成聚氨酯预聚体，反应时使用单体代替溶剂降粘，在自由基聚合阶段，单体充分溶胀到聚氨酯分子中，在不外加乳化剂的情况下完成聚合。 实验过程：在装有搅拌器、温度计、冷凝管的四口烧瓶中加入脱水的聚醚二元醇和甲苯二异氰酸酯，氮气保护，以二月桂酸二丁基锡为催化剂，60℃下滴加一缩二乙二醇(DEG)，升温到80℃，一小时后加入二羟甲基丙酸反应三小时，降温加入三乙胺，用丙烯酸酯单体降粘快速搅拌，然后加入去离子水和二乙胺剧烈搅拌乳化，得到聚氨酯和丙烯酸酯单体的混合乳液。在60℃下保温半小时，然后滴加剩余的丙烯酸酯单体及引发剂，升温至80℃反应三小时降温出料。 反应中各组分最佳配比的确定:研究时先固定中和度、固含量、核壳比等因素，初步选择乳液稳定性和涂膜耐水性为实验指标，利用正交分析法考察亲水扩链剂DMPA含量、总NCO/OH 值、初聚NCO/OH值及小分子醇扩链剂（DEG）含量对其影响。总NCO/OH值是指TDI中NCO基与聚丙二醇、DMPA、DEG中总OH基的摩尔比，初聚NCO/OH值是指TDI中NCO基与聚丙二醇中OH基的摩尔比。因子及相应水平见表1： 表1 选择的因子与水平 1 2 3 4 A 初NCO/OH 3.5 4.5 5.5 6.5 B 总NCO/OH 1.2 1.3 1.4 1.5 C DMPA含量/% 5.0 5.5 6.0 6.5 D DEG含量/% 4.5 6.9 8.8 10.5 通过正交实验的分析，从乳液稳定性与涂膜耐水性的测试结果可以得出最佳的配方组合为A2B2C3D2,即选择初NCO/OH值为4.5，总NCO/OH值为1.3，亲水扩链剂DMPA含量为6.0%，小分子醇扩链剂含量为6.9%。 将合成的WPUA复合乳液制膜，分别利用傅立叶红外光谱仪和差示扫描量热仪进行红外测*通讯联系人。E-mail:zhangdz@https://www.docsj.com/doc/b619139518.html,