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水性聚氨酯是以水为分散介质的二元胶体体系。本论文采用自乳化法以有机硅、聚酯二元醇、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和二羟甲基丙酸(DMPA)等为原料制备了一系列有机硅改性水性聚氨酯乳胶,研究了有机硅含量、DMPA含量以及乳化温度对乳胶粒径、粘度、流变性、吸水率和力学性能的影响。结果表明:随着有机硅含量的增加,乳胶粒径增大,粘度减小,水接触角增大,吸水率先下降后上升,乳胶涂膜的拉伸强度先上升后下降,断裂伸长率逐渐降低,铅笔硬度增大,流体表现为非牛顿流体特性;随着DMPA含量的增加,乳胶粒径减小,粘度增大,吸水率上升,水接触角下降,乳胶涂膜的拉伸强度逐渐上升,断裂伸长率逐渐下降,铅笔硬度略有上升;乳化温度越高,粘度越小,吸水率越大,水接触角越低,乳胶涂膜的拉伸强度降低,断裂伸长率上升,附着力略有下降。同时,本论文还制备了一系列有机硅改性水性聚氨酯—水性聚氨酯复合乳胶,通过傅立叶红外衰减全反射变换光谱(FTIR-ATR)和原子力显微镜(AFM)对有机硅在复合乳胶涂膜表面富集进行了研究。由FTIR-ATR分析可知,当有机硅含量为2.14wt%时,复合乳胶涂膜的空气面有机硅含量是基材(玻璃)面的11.59倍,表明有机硅链段向涂膜表面迁移富集;AFM测试表明有机硅改性水性聚氨酯的加入可以显著改变WPU乳胶涂膜的表面结构。有机硅含量越多,复合乳胶涂膜空气面接触角越大,吸水率越小,铅笔硬度越大,表面自由能下降越明显;DMPA含量越少,复合体系涂膜的吸水率越小,接触角越大,表面自由能下降越多,铅笔硬度越小;乳化温度越低,接触角越大,表面自由能越小,吸水率越小。本论文的另一方面工作采用分步法合成了一系列水性聚氨酯/聚(丙烯酸正丁酯—苯乙烯)乳胶互穿聚合物网络(WPU/P(nBA-St)LIPNs),重点讨论了两网络间组分配比、苯乙烯含量以及DMPA含量对体系性能的影响。结果表明:乳胶体系随着P(nBA-St)含量的增加,乳胶粒径增大,粘度降低,流体近似为牛顿流体,涂膜的吸水率先降低后增大,涂膜拉伸强度降低,断裂伸长率提高,附着力降低,铅笔硬度增大;随着苯乙烯含量的增加,乳胶粒径增大,粘度降低,涂膜吸水率降低,拉伸强度增大而断裂伸长率降低,铅笔硬度提高;随着DMPA含量的增加乳胶粒径减小,粘度增大,乳胶涂膜的吸水率逐渐增加,拉伸强度增大,断裂伸长率降低,铅笔硬度增大。