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传统彩色水性聚氨酯树脂产品一般是固体粉末状的小分子染料、液体树脂基料及助剂的多相混合物,这样的体系中相界面非常多,各组成彼此间的相互作用也十分复杂,存在复杂的非均相因素,生产过程中需要设法保持良好分散状态,导致工艺复杂繁琐。同时小分子染料容易迁移,色泽暗淡。因此合成本身具有颜色的水性聚氨酯树脂是一个很好的研究方向,除在水性聚氨酯色漆上有很大应用潜力以外,在聚氨酯弹性纤维染色,聚氨酯皮革着色上都有很大的应用价值。在本论文中,我们采用了一种合成彩色水性聚氨酯树脂的新方法,目前还没有见过类似的报道,具有原创性。将有色的二醇分子以扩链剂的方式,借助羟基基团(-OH)与异氰酸根(-NCO)基团的反应性,将发色基团接入到聚氨酯链段中,从而实现彩色水性聚氨酯的合成。本文合成使用了以下三种有色二醇分子:黄色二醇分子N,N-bis(2-hydroxyethyl)-4-nitroaniline (HENA),紫外可见吸收最大波长位于402nm;红色二醇分子1-(bis(2-hydroxyethyl)amino)anthracene-9,10-dione(HAD),紫外可见吸收最大波长位于502nm ;蓝色二醇分子1,4-bis(2-hydroxyethylamino)anthracene-9,10-dione (BHAD),紫外可见吸收最大波长位于636nm。通过傅立叶红外吸收光谱(FTIR),核磁共振氢谱(1HNMR)表征确定了三种分子结构。通过紫外可见吸收光谱(UV-VIS)标准曲线法得到了HENA,AHD,BHAD三种单体浓度与吸光度值关系曲线。选取分子量较小且合成较方便的HENA作为扩链剂,与聚己内酯(PLCD),异佛尔酮异氰酸酯(IPDI),1,4-丁二醇(BDO)以及亲水单体2,2-羟甲基丙酸(DMPA)反应,改变HENA/BDO的比值合成系列黄色水性聚氨酯乳液(PLCD-HENA-PUDs)。通过红外吸收光谱以及紫外吸收标准曲线法证实HENA按照配方设计量顺利接入聚氨酯乳液中,且HENA的接入量完全可调,反应性很好。得到的黄色水性聚氨酯乳液PLCD-HENA-PUDs紫外可见最大吸收波长位于395nm,发生了约7nm的蓝移,但是表观色彩没有明显色差。对PLCD-HENA-PUDs薄膜的热迁移率(Mp)进行测试,迁移率很小,均小于2%,说明接入的有色分子热稳定性很好。通过对薄膜力学性能,吸水率以及热力学性能分析得到由于HENA分子结构中的苯环结构,随着HENA含量的增加,拉伸强度增大,吸水率降低,对耐热性能几乎没有影响。同时本文以聚丙二醇(PPG),异佛尔酮异氰酸酯(IPDI),亲水单体2,2-羟甲基丙酸(DMPA)为原料,分别以HENA、AHD、BAHD为扩链剂,合成了黄色、红色以及蓝色水性聚氨酯乳液。通过傅立叶红外吸收光谱(FTIR)表征了三色聚氨酯薄膜的结构。通过紫外吸收标准曲线法分别分析了HENA、AHD、BAHD的接入情况,结果显示与配方设计值接近。紫外可见最大吸收波长均与单体保持了高度一致性,得到的乳液颜色没有明显色差。研究了三色薄膜溶液定量混合的紫外可见光谱吸收情况,同时将得到的三色聚氨酯乳液不定量自由共混,可以得到一系列稳定的彩色的聚氨酯乳液。