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功能水性聚氨酯涂料的制备及其性能研究

作　者: 赵萌
导　师: 李慧；粟小理
学　校: 华东理工大学
专　业: 材料工程
关键词: 水性含氟聚氨酯乳液聚合性能反应型氟碳表面活性剂
分类号: TQ633
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

本论文将异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)同聚醚二元醇、二羟甲基丙酸(DMPA)、1,4-丁二醇(BDO)反应,并用甲基丙烯酸β-羟乙酯(HEMA)封端,制备出双键封端的聚氨酯预聚体,将其进行水分散后,同含氟丙烯酸酯和甲基丙烯酸甲酯(MMA)进行乳液共聚合,成功制备出含氟聚氨酯-丙烯酸酯乳液,并通过多种表征手段对乳液和乳胶膜性能进行了测定。本论文通过红外光谱、粒径分析、稳定性测试、粘度测试等方法研究了乳液的结构与性能,并对对乳胶膜的力学性能、接触角、吸水率以及热性能进行了表征,并且将材料结构与性能的关系进行了深入的研究。研究结果表明所得材料具有优异的力学性能和表面性能,且环境友好。另外,本论文还开发出了一种新型的可聚合型氟碳表面活性剂全氟-4-甲基-6-乙烯基-3,6-二氧丁基磺酸钠,将其用于含氟聚氨酯-丙烯酸酯乳液共聚合过程,替代常用的全氟辛酸铵。这种可聚合的表面活性剂可以通过共价键连接到聚合物链中,在使用时不会进入自然环境中,彻底避免了含氟化合物对环境的污染。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章文献综述  10-23
  1.1 聚氨酯涂料的研究现状  11-13
    1.1.1 溶剂型聚氨酯涂料  11-12
    1.1.2 聚氨酯粉末涂料  12
    1.1.3 水性聚氨酯涂料  12-13
  1.2 含氟聚氨酯的制备  13-19
    1.2.1 含氟聚合物  13-14
    1.2.2 含氟基团通过聚氨酯的硬段引入方法  14-16
    1.2.3 含氟基团由聚氨酯软段引入方法  16-18
    1.2.4 含氟基团由含氟丙烯酸酯单体引入方法  18-19
  1.3 含氟聚氨酯的性能及应用  19-21
    1.3.1 含氟聚氨酯的典型性能  19-20
    1.3.2 含氟聚氨酯的应用  20-21
  1.4 本课题研究生目的、内容及意义  21-23
    1.4.1 研究目的  21-22
    1.4.2 研究内容和意义  22-23
第2章以PTMG为软段的含氟聚氨酯-丙烯酸酯乳液的制备  23-39
  2.1 引言  23
  2.2 实验部分  23-29
    2.2.1 实验原料与仪器  23-25
    2.2.2 原料预处理  25-26
    2.2.3 实验路线  26
    2.2.4 实验步骤  26-27
    2.2.5 分析测试方法  27-29
  2.3 结果与讨论  29-38
    2.3.1 含氟水性聚氨酯乳液的制备  29-31
    2.3.2 PU和FPUA的结构表征  31-32
    2.3.3 PU预聚体及FPUA乳液的性能表征  32-34
    2.3.4 实验方案的选择与实验过程的控制对乳液性能的影响  34-38
  2.4 本章小结  38-39
第3章氟化聚氨酯-丙烯酸酯高聚物的性能研究  39-56
  3.1 前言  39
  3.2 实验部分  39-43
    3.2.1 实验原料与仪器  39-41
    3.2.2 原料预处理  41
    3.2.3 实验路线  41
    3.2.4 实验步骤  41-42
    3.2.5 分析测试方法  42-43
  3.3 结果与讨论  43-54
    3.3.1 含氟水性聚氨酯乳液的制备  43-44
    3.3.2 PU和FPUA的结构表征  44-45
    3.3.3 软硬段比例的选择对PU以及FPUA性能的影响  45-46
    3.3.4 DMPA用量对PU以及FPUA性能的影响  46-49
    3.3.5 MMA与氟单体用量对FPUA性能的影响  49-54
    3.3.6 交联剂的固化作用对乳胶膜的影响  54
  3.4 本章小结  54-56
第4章用于FPUA乳液的反应型氟碳表面活性剂的开发  56-66
  4.1 引言  56-57
    4.1.1 氟碳表面活性剂  56
    4.1.2 反应型表面活性剂  56
    4.1.3 反应型氟碳表面活性剂  56-57
  4.2 实验部分  57-59
    4.2.1 实验原料与仪器  57-58
    4.2.2 反应路线  58-59
    4.2.3 实验步骤  59
  4.3 表征与测试  59-60
    4.3.1 红外光谱表征  59
    4.3.2 核磁共振波谱表征  59
    4.3.3 热失重分析  59-60
    4.3.4 表面张力分析  60
    4.3.5 乳液性能表征  60
  4.4 结果与讨论  60-65
    4.4.1 全氟-4-甲基-6-乙烯基-3,6-二氧丁基磺酸钠的结构表征  60-61
    4.4.2 全氟-4-甲基-6-乙烯基-3,6-二氧丁基磺酸钠的性能表征  61-63
    4.4.3 FPUA乳液的性能表征  63-65
  4.5 本章小结  65-66
第5章结论  66-67
参考文献  67-71
致谢  71-72
在读期间发表论文  72

功能水性聚氨酯涂料的制备及其性能研究

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