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《有機(jī)硅改性聚氨酯微觀結(jié)構(gòu)與性能探析》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、有機(jī)硅改性聚氨酯微觀結(jié)構(gòu)與性能探析 摘要：本研究中利用差熱掃描量熱儀、透射電鏡以及正電子湮滅壽命譜對(duì)水性有機(jī)硅改性聚氨酯微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析，利用靜態(tài)拉伸試驗(yàn)對(duì)水性有機(jī)硅改性聚氨酯膜的力學(xué)性能進(jìn)行了測(cè)試，證明了聚氨酯改性后其膜內(nèi)部的微相分離結(jié)構(gòu)更為突出，同時(shí)擴(kuò)大了自由體積的空洞，進(jìn)而造成透濕性能的顯著提高。關(guān)鍵詞：有機(jī)硅聚氨酯微觀結(jié)構(gòu)性能以聚氨酯作為涂層而制成的合成革除了在外觀上具有真皮感外，還具有較好的粘結(jié)性、方便加工、價(jià)格較低等多種優(yōu)勢(shì)，防水性能也非常突出，因而在工業(yè)生產(chǎn)中大量運(yùn)用。本文對(duì)水性有機(jī)硅改性聚氨酯（WSPU）的圍觀結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行了滔滔，其中混合軟
2、段選用的是聚四氫呋喃醚（PWMG）、聚乙二醇（PEG）以及α，ω-二氨丙基聚二甲基硅氧烷（APDMS）作為，親水?dāng)U連劑選取的是二羥甲基丙酸充當(dāng)，1，4-丁二醇充當(dāng)硬段調(diào)節(jié)劑，反應(yīng)物為異佛爾酮二異氰酸酯。一、WSPU微相分離的宏觀結(jié)構(gòu)分析1.DSC方面5是在不同APDMS質(zhì)量分?jǐn)?shù)下，WSPU膜的DSC曲線情況變化。根據(jù)圖中顯示，我們可以明顯看出WSPU在—78攝氏度時(shí)發(fā)生了一次玻璃化轉(zhuǎn)變，除此之外，處于20攝氏度時(shí)還出現(xiàn)了一次微小熔融，反觀其他同樣含有APDMS的聚合物DSC曲線，都是只有兩個(gè)玻璃化轉(zhuǎn)變區(qū)，分別歸歸屬于在—78攝氏度左右軟段的玻璃化轉(zhuǎn)變和100攝氏
3、度左右的硬段的玻璃化轉(zhuǎn)變。因而我們不難看出，含有APDMS的聚氨酯無論是在軟段還是硬段都是屬于一種無定形狀態(tài)，同時(shí)WSPU的軟段和硬段之間還存在非常顯著的微相分離。軟段玻璃化轉(zhuǎn)變溫度變化上，則隨著APDMS含量的不但增加而呈現(xiàn)出降低的趨勢(shì)，而硬段玻璃化轉(zhuǎn)變溫度則明顯不同，呈現(xiàn)出先升高后降低的狀態(tài)，換句話說就是隨著APDMS含量的不斷增加，聚合物微相分離在增加之后又逐漸開始遞減，而在PDMS質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到了10%時(shí)，其微相分離程度到達(dá)了一個(gè)頂值，為最大。2.TEM方面WSPU0軟段和硬段相分離界面非常模糊，基本很難用肉眼分辨。另外，暗區(qū)和亮區(qū)分別為硬段區(qū)和軟段區(qū)，兩
4、區(qū)質(zhì)檢相融程度較大，換句話說就是軟段和硬段的微相混溶程度比較大。但是在（b）中WSPU10的電鏡照片中，可以非常明顯的觀察到亮暗微區(qū)，同時(shí)軟段和硬段相分離程度也比較大。3.力學(xué)性能方面5本研究中利用靜態(tài)拉伸膜實(shí)驗(yàn)來測(cè)試APDMS引入后原來的膜力學(xué)性能所造成的影響。根據(jù)曲線變化我們可以看出隨著APDMS含量的逐漸增大，膜的抗拉強(qiáng)度呈現(xiàn)出明顯的變化，開始增加后逐漸下降，而其延伸率則始終都處于減小狀態(tài)。同時(shí)當(dāng)APDMS的質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到10%時(shí)，其拉伸模量也即是E的值達(dá)到一個(gè)峰值，為22.12Mpa，為最大值，這是其斷裂伸長(zhǎng)率也即是ε的值則為830.41.之所以出現(xiàn)這種情
5、況，其根本原因是：如果單純從硬段的角度來看，那么隨著WSPU中所含APDMS的不斷增加，硬段所形成的脲鍵也越來越多增多，鏈段氫鍵的功能隨之開始不斷增強(qiáng)，從而導(dǎo)致膜的抗拉強(qiáng)度開始加大。如果從軟段的角度來看，由于引入了APDMS，一定程度上對(duì)分子的柔性有所提升，然而它本身具有的分子結(jié)構(gòu)特征卻迫使分子與分子之間的距離越來越寬，在這種情況下，分子內(nèi)聚力逐漸開始變小，膜強(qiáng)度開始降低，延伸率同樣隨之降低。二、WSPU圖層透濕性和微觀機(jī)理1.微相分離以及防水透濕性能方面5本研究中對(duì)于涂層織物的透濕性以及防滲水性均作出了測(cè)試，并和美國著名企業(yè)CYTEC研制推出的溶劑型防水透濕膠
6、進(jìn)行了比較和分析，該種膠的底膠選用的是UECCOAT3440，而面膠則采用了UECCOAT6430。兩種材料的頭適量Y以及耐靜水壓P的比較情況所示。本研究中采用的WSPU系列的透濕量上，隨著聚硅氧烷的不斷加入，在初始的增加后又逐漸降低，之所以出現(xiàn)這種情況是因?yàn)槠渲刑钊肓瞬糠中∮?0%的聚硅氧烷，從而使得聚氨酯微相分離現(xiàn)象得到顯著提升，而基于這種情況，硬、軟段之間所產(chǎn)生的相互作用力也呈現(xiàn)出明顯的下降趨勢(shì)，進(jìn)一步提升了造成軟段區(qū)與水分子二者的互相作用能力，主要影響是促進(jìn)了水汽分子透過。2.自由體積大小以及防水透濕性能方面關(guān)于正電子湮滅壽命譜測(cè)試的具體情況，我們可以從
7、表3中進(jìn)行觀察分析。根據(jù)圖表顯示，能夠較為清晰的看到透濕能力的大小事實(shí)上深受物體的自由體積的影響，如果自由體積小，那么防濕性能就會(huì)較差，防水性能則會(huì)較好，反之，則透視性能較好，而防水性能則會(huì)較差。其中，當(dāng)WSPU其內(nèi)部自由體積空洞的半徑和D=0.324納米的水分子一致時(shí)，那么如果在其中不斷加入APDMS，則自由體積空洞的半徑也會(huì)隨之越來越大，同樣，自由體積分?jǐn)?shù)也即是fv/C也呈現(xiàn)出逐漸變大的趨勢(shì)。同時(shí)本研究中海證明了聚合物的透濕量最初增加后又開始出現(xiàn)逐漸遞減，表明其透濕能力的大小除了深受微觀自由體積空洞大小的影響外，其化學(xué)組成也是一個(gè)關(guān)鍵原因，因而隨著APDMS
8、的不斷加入，聚四氫呋喃醚
