【摘 要】
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水性聚氨酯（WPU）是由多元醇和多异氰酸酯缩聚成具有软硬段可控性的材料,因其低挥发性有机化合物的排放和优越的性能被广泛应用在皮革、纺织、涂料和医疗等领域。水性聚氨酯的疏水耐水性能较差,限制了其在防水、户外用品等领域的应用,为了解决此类问题,通常使用疏水性物质对水性聚氨酯进行改性,以提高水性聚氨酯的疏水性和耐水性等,如有机氟、有机硅等物质。有机氟和有机硅具有低表面能,在成膜过程中向膜/空气界面进行迁
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水性聚氨酯（WPU）是由多元醇和多异氰酸酯缩聚成具有软硬段可控性的材料,因其低挥发性有机化合物的排放和优越的性能被广泛应用在皮革、纺织、涂料和医疗等领域。水性聚氨酯的疏水耐水性能较差,限制了其在防水、户外用品等领域的应用,为了解决此类问题,通常使用疏水性物质对水性聚氨酯进行改性,以提高水性聚氨酯的疏水性和耐水性等,如有机氟、有机硅等物质。有机氟和有机硅具有低表面能,在成膜过程中向膜/空气界面进行迁移富集,限制水分子向胶膜内部浸透,从而提高膜的疏水耐水性;交联剂的引入增大了胶膜的交联密度,高交联基质的形成可提高胶膜的耐水性。第一章简单介绍了水性聚氨酯的疏水改性方法及其在不同领域中的应用。第二章以全氟辛基丙醇为改性剂,合成了氟改性水性聚氨酯,在涂层干燥过程中利用相分离的方法,制备了疏水型高光及哑光型涂层。XPS显示氟原子向胶膜表面进行迁移,迁移率受到膜表面氟容量的限制;随着有机氟的增加,胶膜表面水接触角最大为110.6°,表面能降低至10.04m J/m~2,拉伸强度先增加后降低,在氟添加量为1%,拉伸强度最大为17.85MPa;通过调整助剂含量,制备出高光或哑光型涂层,涂层水接触角最大为126°。第三章以侧链型有机硅（3T10）和主链型有机硅（UC2862）为改性剂,制备了硅改性主链型和侧链型水性聚氨酯。XPS显示侧链型有机硅中含硅链段向表面的迁移率大于主链型有机硅,主链型有机硅分子链增大会有利于其向表面迁移。有机硅添加量为3%时,侧链型有机硅改性的水性聚氨酯膜的水接触角增加至113.6°,胶膜表面能降低至18.62m J/m~2;分子量不同的主链型有机硅改性的胶膜水接触角分别为108.2°和108.8°,胶膜表面能分别降低至16.97m J/m~2和16.40m J/m~2;主链型有机硅改性的胶膜24h吸水率最低为7.98%,侧链型有机硅改性的胶膜拉伸强度最大34.90MPa。第四章选用3T10侧链型有机硅为功能性物质,以三羟甲基丙烷（TMP）、N-氨乙基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷（KH792）和二乙烯三胺（DETA）为交联剂,制备了交联型水性聚氨酯。交联网络结构限制了分子链的运动,限制了含硅链段向膜/空气界面的迁移。交联剂的引入增加了胶膜的交联密度,在添加相同摩尔量下,KH792交联改性的胶膜交联密度最高。交联改性后的胶膜120h吸水率降低至6.25%,胶膜拉伸强度最大为44.14MPa,断裂伸长率最大为2173.98%。
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