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本文采用异佛尔酮二异氰酸酯、二羟甲基丙酸(DMPA)、聚醚多元醇(DL1000和DL2000)等为聚氨酯原料,丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)为丙烯酸酯类单体,丙烯酸羟乙酯(HEA)为偶联剂,偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂合成了丙烯酸酯改性水性聚氨酯(PU-AC)乳液。首先固定HEA用量,考察了分散时加入的乳化剂种类和用量对PU-AC乳液性能的影响。然后在不加乳化剂的情况下,改变引发剂AIBN、丙烯酸酯交联剂TMPTA用量和PU/AC质量比等条件,研究了它们对PU-AC乳液性能的影响。结果发现,分别使用十二烷基硫酸钠(SDS)、壬基酚聚氧乙烯醚(OP-21)和壬基酚聚氧乙烯醚硫酸铵(EP-110)三种乳化剂,所得乳液都在其用量为单体总量的0.1%时乳胶粒径最大,进一步增加乳化剂用量反而使乳胶粒径减小;增加油溶性引发剂AIBN用量使得丙烯酸酯单体最终转化率增大;随着聚醚DL2000用量的逐渐增大,PU-AC乳胶粒径增大,粒子表面电荷密度降低,胶膜拉伸强度降低;增加DMPA用量使乳胶粒径减小,胶膜拉伸强度降低;随着丙烯酸酯交联剂TMPTA用量的逐渐增大,PU-AC乳胶粒径及其分布逐渐减小,表面电荷密度降低,胶膜拉伸强度增大;加大AC单体用量使PU-AC乳胶粒径增大,表面电荷密度增大。其次以研究PU接枝率为主要目的,探讨了PU-AC乳液中HEA的作用。研究了HEA中的(OH)与PU大分子链末端异氰酸基(NCO)反应的动力学,确定了加入HEA后合适的反应温度和PU封端剂种类。结果发现HEA中的OH与NCO的反应为二级反应,其反应速率随HEA浓度而不是随NCO含量而变化;加入HEA后的反应温度越高,NCO的反应量越大而且在85℃反应前后体系双键含量基本不变;采用正丁胺为封端剂时PU封端效率最高。在上述实验的基础上,研究了偶联剂HEA、软硬段含量、AC单体用量对PU接枝率和乳胶粒径等性能的影响。结果发现随着HEA用量的逐渐增加,PU接枝率逐渐增加,PU-AC乳胶粒径先增大后减小,胶膜吸水率降低;增加DL1000用量使PU-AC乳胶粒径增大,但PU接枝率变化不大;AC单体用量减小,AC单体转化率降低,但PU接枝率变化不大。此外,我们也合成了新型双羟基烯烃偶联剂烯丙基甘油醚(AG),用红外、核磁、气相色谱、折光指数对其进行了详细的表征,并初步研究了其对PU-AC性能的影响。