水性聚氨酯膜亲水性研究！

导读:天津津腾实验设备有限公司以异佛尔酮二异氰酸酯、聚己二酸-1,4-丁二醇酯二醇、2,2-二羟甲基丙酸合成聚氨酯预聚体，以部分封端的羟基硅油作为疏水封端剂，以与MPSi同等物质的量的氨

来源：未知发布日期：2019-09-12 10:07【大中小】

水性聚氨酯以水作溶剂，减少了有机溶剂带来的环境污染，更符合当今环保的要求。天津津腾实验设备有限公司发现为得到稳定分散的水性聚氨酯乳液，通常需要向聚氨酯分子中键合亲水基团，造成水性聚氨酯膜的耐水性大大降低，直接影响产品的使用性能。有机硅具有优良的耐水性、耐热性和化学稳定性，采用有机硅对水性聚氨酯进行改性可以在一定程度上提高水性聚氨酯的耐水性，但强疏水性的有机硅会导致改性后的水性聚氨酯难乳化，从而使得乳液稳定性下降。通过增加有机硅与聚氨酯两相的相互作用，如向有机硅中引入氯丙基、氰乙基等可增加软段部分的极性，增加软段和硬段间的氢键作用，提高两相相容性。

综合有机硅的性能优势，同时消除或降低有机硅改性水性聚氨酯的不利影响，可以在根本上提高水性聚氨酯的耐水性。一方面需要降低或避免水性聚氨酯中亲水部分和疏水部分的相互影响，另一方面，使亲/疏水部分分别在乳化和成膜后发挥不同的作用。基于此，本文天津津腾实验设备有限公司通过结构设计，将具有强亲水性的氨基乙酸和强疏水性的有机硅集中于自由活动的聚氨酯分子链端，更好地发挥聚氨酯的亲/疏水性，达到在水中亲水，成膜后疏水的效果，以期提高有机硅改性水性聚氨酯乳液的稳定性以及胶膜的耐水和耐热性。

1MPSi用量对MEPU乳液性能和胶膜吸水率的影响
保持r=3，DMPA用量为IPDI和PBA2000总质量的5%，改变MPSi用量（以PPU总质量为基准，下同），测定了不同MPSi用量对MEPU乳液性能和胶膜吸水率的影响，结果如表1所示。
表1MPSi用量对MEPU乳液性能和胶膜吸水率的影响

由表1可知，一系列有机硅的引入没有改变聚氨酯体系的乳液外观和稳定性，一方面是因为疏水性的有机硅和亲水性的氨基乙酸位于分子链端，在乳化时，分子链端高度自由活动的特性使得亲水端向乳胶粒-水界面迁移，疏水端向乳胶粒内部集中，乳液的分散稳定性好。其次，天津津腾实验设备有限公司发现随着有机硅的增加，预聚体的封端程度增大，所以聚氨酯的相对分子质量减小，同时有机硅的加入使得分子间的相互作用力减小，分子乳化容易，体系稳定性好。由表1还可知，随着有机硅含量的增加，MEPU胶膜的吸水率先减小后增大，当有机硅含量为15%时，吸水率由MPSi用量为0时的16.7%下降到9.5%。有机硅的加入，胶膜的吸水率减小。这是因为链端有机硅在成膜过程中容易向空气界面迁移，有机硅在胶膜表面富集，胶膜疏水性增强，吸水率下降，但当MPSi用量为20%时，过量的有机硅使得体系相分离严重，同时聚氨酯相对分子质量急剧减小，共同导致成膜性变差，胶膜耐水性下降，吸水率升高。

2结论
天津津腾实验设备有限公司通过结构设计，采用亲水性氨基乙酸和疏水性改性羟基硅油共同封端聚氨酯预聚体，合成具有亲/疏水链端的混合封端型水性聚氨酯(MEPU)。单因素优化表明，最佳的实验条件为：r=3、DMPA含量为5%、MPSi含量为15%。此时乳液稳定透明，胶膜吸水率由未改性的16.7%减小到9.5%；水接触角由74.5°增加到92.6°，表明MEPU可以同时拥有较好的乳液稳定性和耐水性。TGA分析表明，MEPU的初始分解温度由未改性的264℃提高到293℃，在热失重为5%、50%、90%时，MEPU比PU的分解温度分别提高了40、23和26℃。力学性能测试表明，由于引入的有机硅并没有改变聚氨酯的主体分子结构，MEPU胶膜的力学性能变化不明显，与未改性的PU相比，在MPSi含量为15%时，MEPU胶膜的拉伸强度提高了0.11MPa，断裂伸长率提高了5.81%。进一步的研究将通过亲水封端剂完全代替亲水扩链剂，使亲、疏水部分完全集中于分子链端，验证方法的可行性。

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水性聚氨酯膜亲水性研究！

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