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与传统的线性聚合物相比,超支化聚合物具备独特的高度支化结构、低黏度、多官能度、对多种溶剂有良好的溶解性能、合成工艺简便且成本低廉等特点,成为聚合材料行业的研究热点。本文利用超支化多官能度聚酰胺上端基(氨基)的功能性,设计并制备了脂肪型、芳香型、脂肪/芳香型端氨基超支化聚酰胺,并将其应用于水性聚(氨酯-丙烯酸酯)乳液的改性,本论文主要工作如下: (一)脂肪型端氨基超支化聚酰胺的合成及其对水性聚(氨醑-丙烯酸酯)乳液的改性研究 由顺丁烯二酸酐(MA)和二乙烯基三胺(DETA)为原料,制备脂肪型AB2单体(ali-AB2),再通过引入中心核乙二胺(EDA),利用“准一步法”合成了一系列不同代数的端氨基的超支化聚酰胺酯ali-HBPs-NH2-G1,ali-HBPs-NH2-G2,ali-HBPs-NH2-G3及ali-HBPs-NH2-G4。对AB2单体及超支化聚合物进行了结构表征,研究了不同代数有核的超支化聚酰胺特性黏度。 采用多官能度聚醚多元醇(NJ220)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和二羟甲基丙酸(DMPA)制备-NCO封端的聚氨酯预聚体,以TEA为中和剂、不同代数的端氨基超支化聚酰胺为改性剂,制备了系列超支化聚酰胺改性水性聚(氨酯-丙烯酸酯)乳液(WPUA-HBPs-NH2)。对乳液进行了红外表征,研究了不同改性剂对乳液粒径、黏度及表面张力的影响。以WPUA-HBPs-NH2为紫外光固化预聚体、丙烯酸丁酯(BA)和二缩三丙二醇二丙烯酸酯(TPGDA)为稀释剂、Darocur1173为光引发,制得不同代数端氨基超支化聚酰胺改性水性聚(氨酯-丙烯酸酯)的紫外光固化膜。研究了不同改性剂对涂膜耐水性和机械性能的影响。结果表明,改性后乳液的表面张力降低,膜的耐水性能及力学性能普遍增强。 (二)芳香型端氨基超支化聚酰胺的合成及其对水性聚(氨醅-丙烯酸酯)乳液的改性研究 以均苯三甲酸和对苯二胺为原料,制备了芳香型AB2单体(aro-AB2monomer),进一步制得了不同代数的芳香型端氨基超支化聚酰胺(aro-HBPs-NH2-G1~4),对AB2单体及芳香型端氨基超支化聚合物进行了结构表征。同法制备了系列芳香型端氨基超支化聚酰胺改性水性聚(氨酯-丙烯酸酯)乳液(WPUA-HBPs-G1~4)。对乳液进行了红外表征,研究了不同代数改性剂对改性乳液光学透明性、表观黏度、表面张力及粒径的影响。也进行了不同代数改性剂对涂膜耐水性、热稳定性和机械性能的影响。结果表明,改性后乳液的表面张力和黏度降低,膜的热稳定性和机械性能得到了提高。 (三)脂肪/芳香型端氨基超支化聚酰胺的合成及其对水性聚(氨醑-丙烯酸酯)乳液的改性研究 以氨基苯甲酸(PABA)和脂肪型AB2预聚单体(ali-AB2 monomer)为主要原料,制备了脂肪/芳香型AB2单体(ali/aro AB2 monomer)。同法合成一系列不同代数脂肪/芳香型端氨基超支化聚酰胺(ali/aro-HBPs-NH2-G1~G4)及改性水性聚(氨酯-丙烯酸酯)乳液,采用红外光谱进行了表征;对改性膜进行了热稳定性、晶形、光学透明性、机械性能及微观结构进行了系统研究,结果表明,当水性聚(氨酯-丙烯酸酯)乳液体系中引入超支化结构以后,乳液粒径发生显著变化;与纯水性聚(氨酯-丙烯酸酯)固化膜相比,改性后的膜具有更强的机械性能。 本论文的研究结果,显示不同功能性端氨基超支化聚酰胺改性后的水性聚(氨酯-丙烯酸酯)乳液,在涂料、胶黏剂、皮革、木材加工、塑料等不同领域具有较好的应用前景。