有机硅改性水性聚氨酯教学材料.ppt

1LOGOClick to edit Master subtitle styleClick to edit Master title style 有机硅共聚改性水性聚氨酯乳液的研究专业：材料学导师：杜宗良学生：李楚璇LOGO有机硅共聚改性水性聚氨酯乳液的研究研究目的1改性水性聚氨酯的合成2课题主要研究内容初步计划3文献中已有的研究结果及其分析LOGO有机硅 有机硅（silicone)，即有机硅化合物，是指含有Si-O键、且至少有一个有机基团直接与硅原子相连的化合物，习惯上常把那些通过氧、硫、氮等使有机基团与硅原子相连接的化合物也当作有机硅化合物其中，以硅氧键（-Si-0-Si-）为骨架组成的聚硅氧烷，是有机硅化合物中为数最多，研究最深、应用最广的一类，约占总用量的90%以上 LOGOLOGO改性水性聚氨酯的合成主要原料多异氰酸酯去离子水低聚物多元醇DMPA羟基聚硅氧烷扩链剂LOGO改性水性聚氨酯的合成 合成方法 方法一：前加料方式 首先将以一定比例混合的聚氧化丙烯二醇( PPG) 和羟基聚硅氧烷与TDI 在以适量丙酮为溶剂的体系中进行反应, 制备出端基为NCO基团的预聚体; 预聚体再与1,4-丁二醇( BDO) 、2, 2-二羟甲基丙酸( DMPA) 反应并扩链,扩链产物以三乙胺( TEA)中和后经强力乳化, 再与乙二胺( EDA) 反应进一步扩链, 真空脱溶等过程, 最后合成出一种新型的水分散有机硅-聚氨酯( SI-PU) 共聚物乳液。

LOGO改性水性聚氨酯的合成 方法二：后加料方式 首先将以一定比例混合的聚氧化丙烯二醇( PPG) 与TDI 在以适量丙酮为溶剂的体系中进行反应, 制备出端基为NCO基团的预聚体; 预聚体再与1,4-丁二醇( BDO) 、羟基聚硅氧烷、2, 2-二羟甲基丙酸( DMPA) 反应并扩链,扩链产物以三乙胺( TEA)中和后经强力乳化, 再与乙二胺( EDA) 反应进一步扩链, 真空脱溶等过程, 最后合成出一种新型的水分散有机硅-聚氨酯( SI-PU) 共聚物乳液LOGO改性水性聚氨酯的合成主要反应LOGO改性水性聚氨酯的合成 以前加料方式为例为大家介绍有机硅改性水性聚氨酯的主要反应历程 1.预聚体的制备LOGO改性水性聚氨酯的合成 2.扩链 3.亲水扩链LOGO改性水性聚氨酯的合成 4.季铵化 5.乳化分散LOGO研究内容乳液外观、稳定性、粘度、固含量、粒径、粒径分布、 玻璃化温度、聚合物分子量及其胶膜力学性能、耐溶剂和耐水性、耐热性、结晶性、水接触角、吸水率主要研究内容有机硅含量乳液外观、稳定性、粒径、粒径分布、 胶膜力学性能、耐溶剂和耐水性、耐热性、水接触角、吸水率加料顺序LOGO研究内容乳液外观、稳定性、粘度、固含量、胶膜力学性能、耐溶剂和耐水性、耐热性、水接触角、吸水率主要研究内容R值DMPA含量乳液外观、稳定性、胶膜力学性能、耐溶剂和耐水性、耐热性、水接触角、吸水率LOGO研究内容乳液外观、稳定性、粘度、胶膜力学性能、耐溶剂和耐水性、耐热性、水接触角、吸水率主要研究内容环境温度中和度乳液外观、稳定性、胶膜力学性能、耐溶剂和耐水性、耐热性、水接触角、吸水率LOGO研究内容 样品性能和结构表征测试乳液粘度测试乳液固含量测试乳液性能测试乳液粒径大小和粒径分布测试凝胶色谱法（GPC）测定聚合物相对分子质量及其分布透射电子显微镜（TEM）观察水分散体的多相结构等微观形貌扫描电镜（SEM）观察胶膜断面的微观形貌示差扫描量热分析（DSC）法分析聚合物的玻璃化温度的变化热重法（TG）分析聚合物的热分解性能表面ESCA能谱分析傅里叶变换红外光谱分析核磁共振测试分析胶膜拉伸强度和断裂伸长率测试胶膜剥离强度测试胶膜耐水耐溶剂性、水接触角、吸水率测试LOGO文献中已有的研究结果及其分析图1 有机硅改性阴离子水性聚氨酯的FTIR谱图LOGO文献中已有的研究结果及其分析 有机硅含量对力学性能的影响表1有机硅含量对力学性能的影响LOGO文献中已有的研究结果及其分析 有机硅含量对吸水率的影响表2有机硅含量对吸水率的影响LOGO文献中已有的研究结果及其分析 有机硅含量对乳液稳定性的影响表3有机硅含量对乳液稳定性的影响LOGO文献中已有的研究结果及其分析 有机硅对相分离的影响图2 有机硅对相分离的影响LOGO文献中已有的研究结果及其分析 有机硅对耐热性的影响图3 纯聚氨酯的TGA曲线图4 有机硅质量分数为3%的聚氨酯的TGA曲线LOGO文献中已有的研究结果及其分析 不同加料方式对结构和性能的影响后加料方式使有机硅在PU分子中分布较集中，少量有机硅就能形成聚硅氧烷的富集区，随着有机硅加入量的增加胶膜憎水性提高，接触角增大，而继续增加有机硅，相分离会显著，表面不均匀作用更突出，接触角随即又降低。

前加料方式使得Si在聚合物中分布较均匀，胶膜的水接触角随有机硅的用量增加而增大，随着表面的Si含量趋于饱和,水接触角维持一稳定值不再增大LOGO文献中已有的研究结果及其分析 R值对结构和性能的影响 当n NCO / n OH 值比较小时, 预聚物的分子质量较大, 一条分子链可能穿越多个聚集体易生成交联的大分子不仅导致体系黏度增加, 容易产生凝胶, 影响预聚体的质量,还阻碍了相转变的发生反之, n NCO / nOH 值比较大时, 预聚体的分子质量较小, 无法满足所需的力学性能要求实验证明：当预聚阶段的n NCO / n OH 值为1.3时为佳LOGO文献中已有的研究结果及其分析 DMPA含量对胶膜力学性能的影响图5 DMPA用量对胶膜力学性能的影响LOGO文献中已有的研究结果及其分析 环境温度对胶膜性能的影响Fig.6 Water contact angle of Si-PU at different *26LOGOClick to edit Master subtitle styleClick to edit Master title stylePlease put forward your valuable opinions and suggestions.。