大豆油—乳酸改性水性聚氨酯乳液的制備及性能研究

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1、學(xué)校代碼：10255學(xué)號(hào)：21l0494第季大學(xué)碩士學(xué)位論文東華大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明＼淵嬲本人鄭重聲明：我恪守學(xué)術(shù)道德，崇尚嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)。所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果。除文中已明確注明和引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品及成果的內(nèi)容。論文為本人親自撰寫，我對(duì)所寫的內(nèi)容負(fù)責(zé)，并完全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。學(xué)位論文作者簽名：互甲彳岳日期：2014年1月6日東華大學(xué)學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部

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3、乃至工業(yè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。目前聚氨酯以溶劑型為主，但是溶劑型產(chǎn)品面臨的最大問題就是有機(jī)溶劑的揮發(fā)造成環(huán)境的污染，已經(jīng)不符合綠色環(huán)保的發(fā)展趨勢(shì)和日益嚴(yán)格的法律法規(guī)。所以，水性聚氨酯逐漸代替了溶劑型聚氨酯，成為產(chǎn)品開發(fā)與研究的熱點(diǎn)。近年來，隨著人們對(duì)于材料功能性和環(huán)保性的要求日益提高，人們對(duì)于新型聚氨酯的研究與開發(fā)也更加深入。一方面是從合成聚氨酯的原材料出發(fā)，尋找新型、環(huán)保、可再生的資源作為原料，如使用植物油制備多元醇，作為聚氨酯的原料；另一方面，由于聚氨酯在耐熱性、力學(xué)性方面還存在一定的不足，需要通過共聚、縮聚等方法進(jìn)行改性或者改進(jìn)原料，

4、增強(qiáng)分子間的結(jié)合，從而加強(qiáng)或改善聚氨酯的各項(xiàng)性能。本文以大豆油作為原料，通過環(huán)氧化反應(yīng)制備得到一系列具備不同環(huán)氧值的環(huán)氧大豆油。以此為原料，通過直接開環(huán)及乳酸開環(huán)反應(yīng)制備了具備一定羥基值的大豆油多元醇(SOP)及大豆油一乳酸改性多元醇(LA．SOP)，并與異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)、二羥甲基丙酸(DMPA)和三乙胺(TEA)等原料反應(yīng)，經(jīng)自乳化法成功的制備出了大豆油改性水性聚氨酯分散液和大豆油一乳酸改性水性聚氨酯分散O悠懋大豆油．乳酸改性水性聚氨酯乳液的制各及性能研究液。首先通過正交實(shí)驗(yàn)和單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)合的方式，得出了制備環(huán)氧大豆油的最

5、佳工藝：m(大豆油)：m(雙氧水)：m(甲酸)-1：O．6：0．4，反應(yīng)時(shí)間為24小時(shí)，反應(yīng)溫度為60℃。在此條件下制得環(huán)氧大豆油的環(huán)氧值約為4．4％，同時(shí)得到了制備大豆油多元醇的最佳工藝：m(環(huán)氧大豆油)：m(甲醇)：m(氟硼酸)=l：2：O．01，反應(yīng)時(shí)間為2小時(shí)，反應(yīng)溫度為50℃；制備環(huán)氧大豆油一乳酸改性多元醇的最佳工藝：m(環(huán)氧大豆油)：m(乳酸)=1：O．6，反應(yīng)時(shí)間為16h，反應(yīng)溫度為90℃。其次，通過系統(tǒng)研究合成制備工藝過程中多種因素對(duì)乳液黏度以及膠粒粒徑的影響，發(fā)現(xiàn)當(dāng)控制中和度為100％，R值為1．2，DMPA含量為6％時(shí)

6、制得的乳液在乳液粒徑、黏度以及耐水性方面均達(dá)到預(yù)期的要求，可用于制備水性聚氨酯乳液。經(jīng)FT-IR圖譜分析確認(rèn)，大豆油改性水性聚氨酯及大豆油．乳酸改性水性聚氨酯成功合成。通過TEM照片可以觀察到乳液中的粒子，結(jié)構(gòu)完整清晰，粒徑大小比較均一，引入了乳酸的大豆油改性水性聚氨酯粒徑相對(duì)較大，達(dá)到了100nm左右，而大豆油改性水性聚氨酯乳液粒徑穩(wěn)定在80nm左右。利用大豆油．乳酸為多元醇合成的水性聚氨酯，涂膜的熱穩(wěn)定性相對(duì)于以大豆油多元醇為原料合成的水性聚氨酯有較大提高。利用羥基值相當(dāng)?shù)拇蠖褂投嘣技按蠖褂停樗岫嘣紴樵虾铣傻乃跃郯滨?，后者?/p>

7、T25從2850C上升至301oC，Tmax由355。C上升至414。C，并且熱分解由兩個(gè)階段變?yōu)槿齻€(gè)階段。這是由于乳酸的引入使得多元醇與異氰酸酯的內(nèi)部交聯(lián)更加充分，豐富了大豆油一乳酸改性水性聚◇縫繳大豆油．乳酸改性永性聚氨酯乳液的制備及性能研究氨酯軟硬段間的相互作用，加強(qiáng)了大分子間的作用力，使得微相分離的程度進(jìn)一步增強(qiáng)，Tgl與T92相差也進(jìn)一步增大。隨著大豆油一乳酸多元醇的引入，涂膜的拉伸強(qiáng)度逐漸增加，同時(shí)斷裂延伸率減小。羥基值相當(dāng)?shù)腟PU與LA．SPU，當(dāng)羥基值都在140mgKOH／g左右時(shí)，其拉伸強(qiáng)度由1．47MPa增長(zhǎng)至5．75

8、MPa，相應(yīng)的其斷裂延伸率也由250％縮減到153％。大豆油．乳酸多元醇的引入增強(qiáng)了反應(yīng)程度及大分子間的作用力，在乳液成膜的過程中會(huì)增加鏈纏結(jié)的程度，致使成膜韌性提高，拉伸強(qiáng)度增加。關(guān)鍵字：大