【正文】
類單體的加入,聚合物間發(fā)生了接枝、交聯(lián)反應(yīng)。由于不同的丙烯酸酯類單體具有不同的性能,若只是單一的加入一種丙烯酸酯類單體進行改性,聚氨酯的綜合性能就得不到全面的提高,所以在改性接枝共聚乳液的合成中,一般選用多種丙烯酸酯類單體進行接枝共聚。由于丙烯酸丁酯(BA)的玻璃化溫度較低,是軟單體,可以賦予聚合物良好的柔韌性;甲基丙烯酸甲酯(MMA)玻璃化溫度較高,是硬單體,能賦予聚合物良好的硬度、附著力、耐水性和抗污性,因而,我們同時運用這兩種單體對水性聚氨酯進行改性。另外,我們少量地引入丙烯酸作為酸性單體,這樣有利于降低乳液的粒徑,提高了乳液的穩(wěn)定性、附著力和光澤。本實驗中,我們加入MMA、BA的配比為1:1。通過實驗比較,不同丙烯酸酯類單體的加入量對乳液性能的影響如表38。表38 丙烯酸酯類單體含量對乳液性能的影響(MMA+BA)/%粘度/s硬度/HA吸水率/%12″252513″223513″574014″4542有表38 可得到,隨著丙烯酸酯類單體加入量的增加,產(chǎn)品的硬度,耐水性增加,吸水率下降。這是由于隨著丙烯酸酯類單體加入量的增加,聚合物的交聯(lián)度增大,交聯(lián)的分子鏈結(jié)構(gòu)呈體型結(jié)構(gòu),分子不易滑動,水分子不易滲入的緣故。但如果丙烯酸酯類單體加入量過大,預(yù)聚體的交聯(lián)度將會過大,這必然導(dǎo)致乳液穩(wěn)定性下降,所以,丙烯酸酯類單體的加入量應(yīng)選擇為8%10%。結(jié)論本課題以TDI、PPG2DMPA、TMP、EDA、E4TMPME和MMA、BA、AA等為主要原料,通過自乳化法合成了以E44改性的水性聚氨酯乳液,并在此基礎(chǔ)上,利用MMA、BA、AA進一步改性,最終得到性能優(yōu)良的改性聚氨酯乳液。研究了多個化學(xué)組分對乳液粘度、穩(wěn)定性的影響以及對膜機械性能、耐介質(zhì)性能的影響。據(jù)文獻報道[17]:環(huán)氧樹脂丙烯酸酯改性水性聚氨酯接枝共聚乳液能形成透明的薄膜。本文通過實驗合成的環(huán)氧樹脂丙烯酸酯改性水性聚氨酯乳液能形成半透明的薄膜,通過這一現(xiàn)象,可以初步斷定該聚合物為共聚物而不是共混物。綜合全文內(nèi)容,可以得到如下結(jié)論:通過實驗,制定了環(huán)氧樹脂丙烯酸酯改性水性聚氨酯的工藝路線及工藝條件。確定預(yù)聚體聚合的反應(yīng)溫度為60℃及在室溫條件下中和、乳化并控制乳液的固含量在30%可得到性能較好的的乳液。通過改變各種反應(yīng)因素:如NCO/OH的比值、親水劑(DMPA)、交聯(lián)劑(TMP)、環(huán)氧樹脂(E44)、2乙烯氧甲基2羥甲基丁醇(TMPME)和丙烯酸酯類單體(MMA、BA),研究其對水性聚氨酯體系的粘度、穩(wěn)定性及漆膜性能的影響,最終得到當(dāng)NCO/;DMPA的含量為在6%7%;%;%;%和丙烯酸酯類單體(MMA、BA)的含量為8%10%時乳液具有優(yōu)異的性能。致謝本論文是在導(dǎo)師卿寧教授的悉心指導(dǎo)下完成的。從論文的選題、開題到試驗工作的開展、試驗結(jié)果的討論與分析都得到了導(dǎo)師的耐心指導(dǎo)。卿寧老師嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)的態(tài)度、淵博的知識、寬廣的胸襟都給我留下了深刻的印象,使我受益匪淺。在此,我真摯地向卿寧老師表示深深的感謝和敬意。感謝我的實驗搭檔蔡國彬同學(xué)在本論文的實驗過程中給予我的支持和配合,相互協(xié)作完成實驗。感謝趙燕師姐在理論上和實驗過程中給我們的指導(dǎo),通過她的耐心指導(dǎo),我學(xué)到了很多理論上和實踐上的知識,學(xué)到了很多實驗技巧。感謝盛方化工為我們提供實驗原料和進行性能測試的儀器。最后,謝謝五邑大學(xué)化工系全體老師在這四年來的教導(dǎo)!參考文獻, Toshisada, Hayashi, Noriya, Hayashi, Shunichi. Structure and properties of shapememory polyurethane block copolymers. J. Appl. Polym. Sci.,1996,60(7):1061, R.,Els, M.,Haulena, F.,Schmitz, A.,Lorenz, O. Thermal and mechanical properties of polyurethane with mesogenic diol ponents. Angew. Makromol. Chem.,1990,180: 51,. 化學(xué)工業(yè)出版社. 2006,1:1,[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2002,(5):14,559632.,杜予民,[J].分析科學(xué)學(xué)報,2002,(6): 441444.,李克友,—聚丙烯酸酯復(fù)合乳液的研究[J].皮革科學(xué)與工程,1993,(3): 814.(第一版).化學(xué)工業(yè)出版社,2001:8995,555558, 571575,2000,(4):155,李國萊,涂料工業(yè),1999,(4):36,沈介發(fā),一種改性丙烯酸樹脂的新方法——聚氨酯—丙烯酸酯共聚乳液的制備,聚氨酯工業(yè),1994,(1):2326,2003,(1):7177,1989,10(3):280283,1996,13: 3032,[J].塑料科技,2002,5:5963(一).涂料工業(yè),1987,(3):3339,. 2005,4:314 M,Zhou J,Nagai structure and properties of acrylicpolyurethane hybrid emulsions [J].Progress in Organic Coatings,2000,38:2734附錄1 美國專利翻譯美國專利: 4780512申請編號: 107286發(fā)明人: Gould, Francis E. (Princeton, NJ, US)Johnston, Christian W. (Neshanic Station, NJ, US)公布日期: 10/25/1988 聚氨酯丙烯酸酯共混物摘要聚氨酯丙烯酸酯共混物是由100份親水性聚氨酯樹脂和1050份的丙烯酸酯的反應(yīng)而成。所產(chǎn)生的產(chǎn)品經(jīng)水浸泡形成水凝膠,能滲透到氣體、離子和其他低分子量的物質(zhì)。親水性聚氨酯丙烯酸酯共混物可塑造一定形狀的產(chǎn)品和其它多種用途。描述本發(fā)明涉及水性聚氨酯丙烯酸共混物。更具體地說,本發(fā)明是由一種或多種丙烯酸酯在聚乙二醇與二異氰酸酯反應(yīng)生成的一種或多種水性聚氨酯存在下反應(yīng)而得到的共混物。經(jīng)專利申請的搜索,編號:206407,. Pat。 1980年11月12日,編號:4,359,558,描述聚氨酯丙烯酸酯共混物易溶于醇類,如乙醇和甲醇。它不同于本發(fā)明的經(jīng)水浸泡,并滲透到氣體、離子和不同分子量的非離子材料而形成水凝膠的親水性聚氨酯丙烯酸酯,但它們都易溶于醇類。丙烯酸單體可在引發(fā)劑的引發(fā),通過自由基反應(yīng)接枝在不同的水性聚氨酯中,合成本發(fā)明的親水性聚氨酯丙烯酸酯共混物。親水性聚氨酯,作為反應(yīng)物的一個組成部分,在本發(fā)明可發(fā)生的反應(yīng):(A) 一個或多個二醇具有數(shù)均分子量的范圍大約為10620000 ,從中選出:(a) 甘醇,(b) 聚醚二醇,(c) 二烷醇胺(B) 氨基甲酸酯是在有機錫催化劑的催化由有機多異氰酸酯和腈碳酸鹽反應(yīng)而得。多功能內(nèi)酯如下:R1為活潑的單價基團:H、CH2NH2 、SO2CHCHOHCOOH和(CHOH)nCH2OH;0到5是n的整數(shù)形式。R2是一個二價的基團,(CHOH)m,2到10是m的一個整數(shù)形式;并且從前述內(nèi)酯可獲得,%到30%。. Pat的第4,156,066和4,156,067描述聚氨酯樹脂含有這種多功能內(nèi)酯。親水組分聚氨酯是和丙烯酸酯的反應(yīng)中,含有二甘醇和長鏈二醇。長鏈二醇的聚合度應(yīng)至少約106個,最好在1450至7500之間。合適的二醇主要由氧或氧丙烯合成,其中可能含有少量的硅氧烷基團。該發(fā)明中使用的第一組分異氰酸酯可由R(NCO)n代表,其中n大于1,最好是24,R是一個脂肪族、脂環(huán)族或芳香族烴類化合物,可由4至26個碳原子組成,一般由6至13個碳原子組成。上述異氰酸酯中具有代表性的例子是:四亞甲基異氰酸酯、1,6己二異氰酸酯、聚異氰酸酯酸、乙苯異氰酸酯。芳香族異氰酸酯如2,4與2,6甲苯二異氰酸酯、4,4二苯基甲烷二異氰酸酯、1,5萘二異氰酸酯、茴香二異氰酸酯、苯胺二異氰酸酯、一聚異氰酸酯等四醇、異氰酸酯、四氫萘1,5二異氰酸酯和二( 4氰酸)甲烷。首選的是二異氰酸二苯甲烷二(環(huán)己基異氰酸酯),正六次甲基二異氰酸酯和異佛爾酮二異氰酸酯次之。其他的異氰酸酯化合物是丁腈碳酸鹽所產(chǎn)生的當(dāng)量連鎖氨酯等。該發(fā)明中,在制備親水性聚氨酯樹脂乳液時,低分子量二元醇如二甘醇與芳香甘醇可添加到反應(yīng)混合物中,首選的低分子量芳香醇是一種雙酚A和4,439。砜。在聚氨酯這項發(fā)明中,長鏈聚乙二醇與低分子量多元醇的比例,即親水組分甘醇的比例取決于疏水親水平衡。增加長鏈聚乙二醇分子量和在多元醇中所占的比重,這有助于增強最終的產(chǎn)品的親水性能,這種效應(yīng)可能會抵消增加低分子量乙二醇,即二甘醇或乙二醇的比例。掌握聚乙烯氧化物的用量對聚合物分子親水性能的決定性,就可以簡單地選擇混合反應(yīng)時間而得到預(yù)期性能的聚氨酯丙烯酸酯。由選擇分子量的聚乙二醇或用兩種不同分子量的合成水性聚氨酯,以得到更廣泛的性能,滿足更廣泛的需求。可以理解的是,聚氨酯依照在被使用過程中的規(guī)格和要求來描述,聚氨酯浸泡在水中,通過氫鍵而吸收了至少20%重量的水而形成凝膠。同時,本發(fā)明的親水性聚氨酯丙烯酸酯共混物,如親水性聚氨酯,也通過氫鍵而吸收了至少20%重量的水而形成凝膠。如上所述, 本發(fā)明中的親水性聚氨酯共混物是與丙烯酸酯反應(yīng)而成的,它可能含有多功能內(nèi)酯。具有代表性的多功能內(nèi)酯是那些來自多聚糖和單糖等。譬如:δ葡萄糖酸內(nèi)酯、山梨(糖)醇內(nèi)酯和D葡糖醛酸內(nèi)酯等??扇〉氖?,使用內(nèi)酯要求在分子中至少有3個最好是4個或更多羥基或至少多于1個羥基形成線型的PU鏈,主鏈上沒有參與反應(yīng)的羥基最后交聯(lián)聚合物。內(nèi)酯環(huán)也是可以反應(yīng)的,它可以通過水解在聚合物鏈上形成具有羧基基團或羰基基團。在本發(fā)明的第一部分中,二元醇與內(nèi)酯被混合,盡管使用了其它手段,但是聚異氰酸酯還是會和混合物反應(yīng)。已知催化反應(yīng)的催化劑為正錫鹽或有機錫酯如二丁基二月桂酸錫、叔胺如三乙基胺及其它公認(rèn)的催化劑氨酯反應(yīng)工藝中所熟知的催化劑,反應(yīng)過程中就可以避免加入稀釋劑或溶劑。附錄2 美國專利United States Patent: 4780512 Application Number: 107286 Inventors: Gould, Francis E. (Princeton, NJ, US)Johnston, Christian W. (Neshanic Station, NJ, US)Publication Date: 10/25/1988 Polyurethane acrylate positionsAbstractPolyurethane acrylate positions are obtained by reacting 100 parts of a hydrophilic polyurethane resin in the presence of from about 10 to about 50 parts of an acrylate. The resulting products will form a hydrogel upon immersion in water and are permeable to gases, ions and other low molecular weight species. The hydrophilic polyurethane acrylate positions may be molded to form shaped products that swell in water and have a variety of uses. DescriptionThis invention relates to hydrophilic polyurethane acrylate positions. More particularly, the present invention relates to positions obtained by the reaction of one or more acrylates in the presence of one or more hydrophilic polyurethanes that may be obtained by the reaction of a polyalkylene glycol with a diisocyanate. In patent application Ser. No. 206,407, filed Nov. 12, 1980 now . Pat.