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近年来,随着人们审美观念的改变,消光材料的使用范围愈加广泛,已经深入的日常生活中的方方面面,如皮革、纸张、涂层等,源于其优异的外观特性与触感。材料消光处理的方法有很多,其中消光剂的使用是最广泛的,但是该手段有着固有的缺陷,如难以保存、力学强度差等。自消光型PUD(聚氨酯分散体)是在不添加任何消光剂情况下,以水为分散介质,干燥失稳成膜后表面低光泽、雾化的二元胶体体系,与物理消光聚氨酯相比,具有绿色环保、高性能、稳定等优点。本体消光型水性聚氨酯(WPU)在日常使用中不会对环境造成破坏,而且能够有效改善消光剂加入的缺陷。近年来,随着人们环保意识的加强和国家环保政策的出台,自消光水性聚氨酯取代物理消光聚氨酯将成为一个趋势。
本论文首先选用甲苯二异氰酸酯(TDI)为硬段、不同分子量的聚四氢呋喃二元醇(PTMG,分子量为2000和1000)为软段、二羟甲基丙酸(DMPA)与2-[(2-氨乙基)氨基乙磺酸钠(A95)为复合亲水扩链剂,乙二胺(EDA)为非亲水扩链剂,制备一系列的自消光型PUD。该合成自消光型PUD微球技术采用羧基磺酸基法,通过控制聚合时的亲水基含量、扩链程度、分子量大小及分布等参数进而控制乳液的粒径及分布状态制备一系列WPU乳液,合成固含量为40%的自消光型PUD树脂。紧接着选用异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为硬段、聚四氢呋喃醚二醇(PTMG-1000)为软段、1,4-丁二醇(BDO)为非亲水扩链剂、2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水性扩链剂合成预聚体,乙二胺(EDA)为后扩链剂,通过调整固含量和生产工艺,成功制备出大粒径的自消光水性聚氨酯树脂。
ATR-FTIR用于表征自消光型PUD的化学结构,采用纳米粒径分析仪和3D-AFM观察粒径分布和表面粗糙度,利用扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)观察PUD的乳液表面和粒子形貌,并对PUD的光泽度、透光率、稳定性、接触角及机械性能进行测试,详细阐述了这种无需添加任何额外的消光剂的新型PUD的消光机理。研究表明,以TDI为硬段制得的自消光型PUD尽管在合成过程中由于其结构限制反应过程较难把控,但干燥失稳组装的表面微观粗糙乳粒为实心球形、棒状甚至塌陷结构,乳粒的粒径范围均在400-800nm之间,对应的自消光型PUD涂膜透光率为20%左右,遮盖能力较强,PUD膜的60°最低光泽度达到0.8,可达到预期效果;通过调节固含量和预聚工艺,以IPDI为硬段制得的自消光型PUD消光性能优异,并且具有良好的的力学性能。探究发现,采用一步法工艺合成的水性聚氨酯乳液的消光度更高,在39%固含量时光泽度可以达到0.07,并且成膜性能优异。乳液粒径呈三峰分布,随着熟化过程的进行,表现出动态变化,平均粒径达到3201nm,成膜时的粒子痕迹明显,微观粗糙度较高。
本论文首先选用甲苯二异氰酸酯(TDI)为硬段、不同分子量的聚四氢呋喃二元醇(PTMG,分子量为2000和1000)为软段、二羟甲基丙酸(DMPA)与2-[(2-氨乙基)氨基乙磺酸钠(A95)为复合亲水扩链剂,乙二胺(EDA)为非亲水扩链剂,制备一系列的自消光型PUD。该合成自消光型PUD微球技术采用羧基磺酸基法,通过控制聚合时的亲水基含量、扩链程度、分子量大小及分布等参数进而控制乳液的粒径及分布状态制备一系列WPU乳液,合成固含量为40%的自消光型PUD树脂。紧接着选用异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为硬段、聚四氢呋喃醚二醇(PTMG-1000)为软段、1,4-丁二醇(BDO)为非亲水扩链剂、2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水性扩链剂合成预聚体,乙二胺(EDA)为后扩链剂,通过调整固含量和生产工艺,成功制备出大粒径的自消光水性聚氨酯树脂。
ATR-FTIR用于表征自消光型PUD的化学结构,采用纳米粒径分析仪和3D-AFM观察粒径分布和表面粗糙度,利用扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)观察PUD的乳液表面和粒子形貌,并对PUD的光泽度、透光率、稳定性、接触角及机械性能进行测试,详细阐述了这种无需添加任何额外的消光剂的新型PUD的消光机理。研究表明,以TDI为硬段制得的自消光型PUD尽管在合成过程中由于其结构限制反应过程较难把控,但干燥失稳组装的表面微观粗糙乳粒为实心球形、棒状甚至塌陷结构,乳粒的粒径范围均在400-800nm之间,对应的自消光型PUD涂膜透光率为20%左右,遮盖能力较强,PUD膜的60°最低光泽度达到0.8,可达到预期效果;通过调节固含量和预聚工艺,以IPDI为硬段制得的自消光型PUD消光性能优异,并且具有良好的的力学性能。探究发现,采用一步法工艺合成的水性聚氨酯乳液的消光度更高,在39%固含量时光泽度可以达到0.07,并且成膜性能优异。乳液粒径呈三峰分布,随着熟化过程的进行,表现出动态变化,平均粒径达到3201nm,成膜时的粒子痕迹明显,微观粗糙度较高。