關鍵詞:水性聚氨酯；聚丙烯酸酯；* * *混合；表演
中國圖書館分類號:TQ433.432
1簡介
水性聚氨酯以水為介質，具有不燃、氣味小、不汙染環境、節約能源、操作加工方便等優點，因此發展非常迅速[1-2]。水性聚氨酯具有耐低溫、柔韌性好、耐磨性好、粘接強度高等優點，但也存在耐高溫性差、耐水性差、塗膜保光性差的缺點。聚丙烯酸酯乳液具有良好的耐水性、耐候性和耐化學性，但存在硬度高、脆性大、柔韌性差等缺點。所以PU和PA在性質上是互補的。聚氨酯/聚丙烯酸酯(PU/PA)***混合乳液可以克服各自的缺點，發揮各自的優勢，明顯改善乳液和膠膜的性能[3-4]。
實驗中，將MDI、聚酯型陰離子水性聚氨酯(PU)和聚丙烯酸酯(PA)乳液機械混合制備PU/PA乳液。研究了PU/PA不同配比對水性聚氨酯乳液及膠膜性能的影響，為聚丙烯酸酯改性水性聚氨酯乳液的設計提供了重要的設計思路和理論依據。
2實驗部分
2.1原材料
自制MDI和聚酯陰離子水性聚氨酯乳液(PU)，固含量30%；聚丙烯酸酯乳液(PA)，固含量48%，高橋石化公司；自制PU和PA PU/PA機械混合物，固含量30%。
2.2塗膜的制備
將制備好的乳液在聚四氟乙烯板上流延成膜，室溫下幹燥，放入烘箱中60 ~ 80℃幹燥4小時，取出後在幹燥器中自然冷卻備用。
2.3分析和測試
2.3.1乳液平均粒徑測定
觀察所得乳液隨貯存時間延長的外觀變化，記錄分層或絮凝的最短時間(周)，超過3個月視為穩定；6周左右認為基本穩定；7天內的絮凝或分層被認為是不穩定的。
吸水性試驗
稱重重量為W1的薄膜(25×25mm ),並在25℃下加熱。
將其浸入蒸餾水中，24小時後取出並用濾紙擦幹表面水分，稱取W2，吸水率可由下式計算:
吸水率=[(W2-w 1)/w 1]×100%。
2.3.2塗膜的機械性能測試
將制備的薄膜制成啞鈴狀刀具，
拉伸實驗在DQA503B微機控制電子萬能(拉伸)試驗機(深圳市新三思計量技術有限公司)上進行。實驗條件:溫度為25℃，拉伸速度為200毫米/分鐘。
紅外測試
用Nicolet 500傅裏葉變換紅外光譜儀(美國Nicolet Co)測試，測試方法為衰減全反射(ATR)。
DSC分析
熱分析和測試用耐馳DSC 200 F3差示掃描量熱儀(德國耐馳公司)進行。
升溫速率為10℃/min，氣氛為氮氣，流速維持在20ml/min。測試溫度範圍:-65 ~ 180℃，在-65℃保持30分鐘。
熱重分析
熱穩定性用美國TA公司的SDTQ600熱重分析儀測定。溫度範圍為30 ~ 600℃，升溫速率為65438±00℃/min，氣氛為氮氣，流速為40ml/min。
3結果和討論
3.1PU/PA***配比對乳液外觀和穩定性的影響
PU/PA機械混合比對乳液外觀和穩定性的影響見表1。
從表1可以看出，無論PU/PA的什麽固體份進行機械混合，都可以合成穩定的乳液，乳液呈藍色。在鑄膜後期，純PA乳液由於水分的蒸發，表面張力過大，不能作為整體膜來測試力學性能。
3.2聚氨酯/聚酰胺紅外分析
為了分析不同PU/PA比的乳液結構，我們對PU，m(PU)/m(PA)=80/20，m(PU)/m(PA)=20:80，PA四個樣品做了紅外光譜分析，它們的紅外光譜如圖1所示。
從紅外光譜圖5-1可以看出，四個紅外光譜圖在3340cm-1附近都有吸收峰，但在3460 cm-1處幾乎沒有吸收峰，說明脲基上的-NH-已經幾乎完全氫鍵化；對比氫鍵在3340 cm-1的吸收峰可以看出，PU的吸收峰在3340 cm-1附近最強，其次是PU/PA=80/20，PU/PA=20/80最弱，說明PU中硬段有序度因PA的存在而大大降低，說明* *是混合的。1550 cm-1附近的吸收峰是-OH與-NCO反應生成的-NHCO-的吸收峰，隨著PA含量的增加逐漸減弱。在1220 cm-1處是由聚氨酯中的氨基甲酸酯基團引起的，歸因於C-O-C伸縮振動含量的增加，吸收峰隨PA含量的增加而減小。以上分析表明，PU/PA體系中PU與PA之間存在壹定的相容性。這是因為加入聚丙烯酸酯時存在氫鍵行為。由於其分子鏈中存在少量的-首席運營官，聚氨酯鏈之間以及聚氨酯與丙烯酸酯之間存在氫鍵，使它們在壹定程度上相容。
3.3 PU/PA * * *混合比例對玻璃化轉變溫度的影響
討論PU和PA的DSC曲線是討論聚丙烯酸酯改性水性聚氨酯材料熱行為特征的前提和基礎。PU、PA和PU/PA的DSC曲線如圖2所示。
圖2不同PU/PA混合比的DSC曲線
從圖2的DSC曲線可以看出，PU的玻璃化轉變溫度為-30.6℃，PA的玻璃化轉變溫度為= 18.8℃。當m (PU)/m (PA)為80/20時，出現兩個玻璃化轉變溫度，低溫玻璃化轉變溫度TG為1 =-27.5℃，為PU的玻璃化轉變。當m(PU)/m(PA)=20/80時，也存在Tg1 =-24.6℃和Tg2 =20.1℃兩個玻璃化轉變溫度，說明在PU/PA * * * *混合體系中，隨著PA含量的增加，PU的玻璃化轉變溫度向高溫移動。這說明聚氨酯鏈和聚丙烯酸酯分子鏈在PU/PA中有很好的相容性。