聚氨酯-丙烯酸酯/纳米SiO2复合乳液的合成及性能表征

来源 :安徽大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:pengweimin
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
水性聚氨酯具有无污染、机械性能优良、安全可靠、易于改性、生物相容性好等优点。溶剂型聚氨酯树脂已逐步被水性化的聚氨酯取代,水性聚氨酯成为聚氨酯工业发展的重要方向。水性聚氨酯可广泛应用在胶粘剂、涂料、皮革涂饰剂、整理剂与织物涂层、纤维表面处理剂和纸张表面处理剂。可是,聚氨酯水性化以后将会导致使胶膜的耐水性变差,并且水性聚氨酯的耐候性和保光泽性还不够好,这些弊端大大阻碍了水性聚氨酯材料在各个领域的推广和应用。因此,对水性聚氨酯进行改性就显得格外的重要。目前,常用的改性方法有丙烯酸改性、纳米改性、环氧改性、有机硅改性以及有机氟改性等。聚丙烯酸酯具有优异的耐水性、耐候性和保光性,并且价格低廉,正好可以弥补水性聚氨酯耐水性不足。纳米二氧化硅是具有高强度、稳定性好、疏水性好等特点的无机材料,可以弥补水性聚氨酯耐水性的不足,本文主要采用纳米二氧化硅和丙烯酸酯对水性聚氨酯进行改性,本文主要内容分为三部分:(1)原位聚合法聚氨酯-丙烯酸酯/纳米SiO2复合乳液的制备及性能测试首先采用溶胶-凝胶法制备纳米二氧化硅(SiO2)溶胶,经过γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH-570)进行改性后,与丙烯酸酯单体(BA和MMA)及双键封端的水性聚氨酯(WPU)进行自由基共聚反应,制备得到聚氨酯-丙烯酸酯/纳米SiO2复合乳液(S-SPUA).采用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)和透射电子显微镜(TEM)对共聚物组成、乳胶粒的形态进行表征,拉伸实验、扫描电镜(SEM)和热重分析分别研究了S-SPUA胶膜的力学性能、表面形貌和热性能。结果表明,随改性纳米SiO2质量分数的增加,胶膜的力学性能和热稳定性均明显改善,当改性纳米二氧化硅含量为8.0wt%时,胶膜的最大热失重速率对应温度为413℃,吸水率4.1%,拉伸强度17.7MPa,邵A硬度达到93。(2)溶胶凝胶法聚氨酯-丙烯酸酯/米SiO2复合乳液的制备及性能测试首先用γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH-570)作为硅烷偶联剂,用正硅酸乙酯(TEOS)作为体系的前驱物,然后采用溶胶-凝胶法制备聚氨酯-丙烯酸酯/纳米SiO2复合乳液(G-SPUA)。傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)和透射电子显微镜(TEM)对共聚物组成、乳胶粒的形态进行表征,以拉力机、扫描电镜(SEM)和热重分析仪分别对G-SPUA胶膜的力学性能、表面形貌和热性能进行了测试。结果表明,随正硅酸乙酯质量分数的增加,胶膜的力学性能和热稳定性均明显改善,当正硅酸乙酯含量为8.0wt%时,胶膜的最大热失重速率对应温度为416℃,吸水率5.8%,拉伸强度16.8MPa,邵A硬度达到94。(3)不同离子型聚氨酯/纳米SiO2复合乳液的制备及性能测试分别采用2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)、N-甲基二乙醇胺(MDEA)和非离子聚醚二元醇(YMER N-120)这三种亲水单体合成阴离子(ASPU-15)、阳离子(CSPU-15)和非离子型(NSPU-15)聚氨酯/米SiO2的复合乳液。采用粒径分析、SEM、FT-IR、DSC、TGA、XRD和拉伸性能测试等对三种复合材料的乳液状态、膜结构和性能进行表征,讨论了正硅酸乙酯(TEOS)含量对乳液状态及胶膜性能的影响。结果显示,非离子型聚氨酯/纳米SiO2的复合乳液的乳液粒径较大;结晶性强度大小的趋势为:NSPU-15>CSPU-15>ASPU-15;拉伸强度大小和邵氏硬度大小:ASPU-15>CSPU-15>NSPU-15;阴离子型和阳离子型水性聚氨酯/米SiO2的复合胶膜的力学性能、热学性能和耐水性较好,非离子型水性聚氨酯/纳米SiO2的复合胶膜的柔顺性和耐酸碱性较好。因此,实际应用中根据不同的需求选择不同类型的复合材料。
其他文献
应用Dick内固定器治疗不稳定性腰椎骨折56例,并对手术前后椎体前高度,椎体后高度,椎体前压缩角,Cobb氏角,椎管矢状径的测量及神经功能恢复情况进行比较,认为此内固定方法通过对脊柱三柱牢固的
我国实行土地的社会主义公有制,即全民所有(国家所有)制和劳动群众集体所有制。其中,对于国有土地,我国《宪法》第九条第一款规定:“矿藏、水流、森林、山岭、草原、荒地、滩涂等自
物权法定原则是二十世纪以来遭受学者最多批判的问题之一,同时也是被大陆法系国家在法典和司法实践中不断修正的法律原则之一。对于物权法定原则缺陷的矫正,学术界也存在不同
砂土液化引起的地基土大变形是港口工程破坏的重要原因。因此,港口地区的液化判别方法选择的合理性、判别结果的准确性就显得尤为重要。针对某港区砂土液化问题,选择临界标贯
二十世纪八十年代中国开始实习计划生育政策,中国农民多生多育的传统惯习被强制性地限制了,生育观念也发生了改变,慢慢地由过去的被迫转变为现在的自觉,中国农村社会在短时期
期刊
本文对高中美术新课程中的“书法”选修模块的实施现状进行了剖析,同时也对这一模块的发展进行了研究。书法是古老文明的文字载体,也是特殊形态的视觉艺术,因此中国书法是独特的