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天然乳胶的有机硅改性及其成膜性能的研究

作　者: 陆彬彬
导　师: 田晓慧
学　校: 华东理工大学
专　业: 材料科学与工程
关键词: 有机硅天然乳胶水性聚氨酯共混改性接枝改性
分类号: TB383.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

天然乳胶作为天然的可再生资源,由于具备优良的化学性能、物理性能等,使其在医疗制品领域中被广泛的应用,如医用胶管、医用手套等等。但是由于天然乳胶是非极性高分子,且含有不饱和C=C双键,所以它的耐溶剂性能较差,耐热、耐氧化,抗紫外线性能也比较差。另外天然乳胶含有一部分可溶性蛋白质,增加了制品的吸湿性而导致制品容易发霉,这些缺点都极大的限制了天然乳胶在许多场合的应用。由于有机硅具有疏水性、表面张力低、防潮性、透气性等优点,因而采用有机硅对天然乳胶进行改性。利用有机硅与天然乳胶在分子结构和极性上的差异,分别采用了三种不同的改性方法：一、采用复合阳离子型乳液聚合合成了阳离子有机硅乳液,将其和天然乳胶共混,由于阳离子有机硅乳液带有正电荷,与带负电荷的天然乳胶通过静电作用形成杂凝聚体系；二、利用偶联剂,将含有乙烯基双键的活性有机硅氧烷接枝到天然乳胶的分子链上对其进行改性；三、在偶联剂的作用下,将含有氨基的有机硅氧烷引入水性聚氨酯的链段中,制备出有机硅与聚氨酯的接枝物,然后将接枝物与天然乳胶进行共混改性。从力学性能、耐溶剂性、耐水性能、表面形貌等方面对比了这三种不同的改性方法对天然乳胶的改性效果。结果表明,天然乳胶经改性后薄膜的力学性能、耐溶剂性能、耐水性能、表面形貌等都有所提高,其中有机硅共混改性对薄膜的耐水性能改善较明显；有机硅接枝改性对薄膜的耐溶剂性能、表面形貌改善较明显；有机硅接枝聚氨酯共混改性对薄膜的力学性能改善较明显。通过这些改性方法,使天然乳胶在工业制品、日用品等领域具有更加广泛的应用前景。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章绪论  10-25
  1.1 天然乳胶的概述  10-12
    1.1.1 天然胶乳的主要成分  10-11
    1.1.2 天然乳胶的性质  11-12
    1.1.3 天然乳胶的应用  12
    1.1.4 改性天然乳胶的研究  12
  1.2 有机硅的概述  12-19
    1.2.1 有机硅的结构与性质  13-14
    1.2.2 有机硅乳液的合成与分类  14-18
    1.2.3 有机硅乳液的发展  18-19
  1.3 水性聚氨酯的研究及应用  19-21
    1.3.1 水性聚氨酯的特点  19
    1.3.2 水性聚氨酯的应用  19-20
    1.3.3 水性聚氨酯的改性  20-21
  1.4 聚合物共混改性与接枝改性方法的研究  21-22
    1.4.1 聚合物共混改性方法的研究  21-22
    1.4.2 聚合物接枝改性方法的研究  22
  1.5 本课题研究的目的与意义  22-25
    1.5.1 本课题研究的目的  22-23
    1.5.2 本课题研究的方法  23
    1.5.3 本课题研究的意义  23-25
第2章有机硅共混改性天然乳胶的研究  25-38
  2.1 引言  25
  2.2 实验部分  25-30
    2.2.1 原料与试剂  25-26
    2.2.2 实验仪器与测试设备  26-27
    2.2.3 实验步骤  27-29
    2.2.4 表征与测试  29-30
  2.3 结果与讨论  30-37
    2.3.1 有机硅乳液与天然乳胶不同比例共混物的Zeta电位表征测试  30-31
    2.3.2 有机硅乳液与天然乳胶不同比例共混物的平均粒径大小及分析  31-32
    2.3.3 有机硅共混改性天然乳胶薄膜的水接触角测试  32-33
    2.3.4 有机硅共混改性天然乳胶薄膜的表面形貌表征  33-34
    2.3.5 有机硅共混改性天然乳胶薄膜的力学性能  34-35
    2.3.6 有机硅共混改性天然乳胶薄膜的耐溶剂性  35-36
    2.3.7 有机硅共混改性天然乳胶薄膜的表面微观形貌表征  36-37
  2.4 本章结论  37-38
第3章有机硅接枝改性天然乳胶的研究  38-51
  3.1 引言  38-39
  3.2 实验部分  39-42
    3.2.1 原料与试剂  39-40
    3.2.2 实验仪器与测试设备  40
    3.2.3 实验步骤  40-41
    3.2.4 表征与测试  41-42
  3.3 结果与讨论  42-50
    3.3.1 有机硅接枝天然乳胶的傅里叶红外吸收光谱分析  42-43
    3.3.2 有机硅接枝天然乳胶的转化率、接枝率与时间的关系  43-44
    3.3.3 有机硅接枝天然乳胶的热失重分析  44-45
    3.3.4 有机硅接枝改性天然乳胶薄膜的水接触角测试  45-46
    3.3.5 有机硅接枝改性天然乳胶薄膜的表面形貌表征  46-47
    3.3.6 有机硅接枝改性天然乳胶薄膜的力学性能  47-48
    3.3.7 有机硅接枝改性天然乳胶薄膜的耐溶剂性  48-49
    3.3.8 有机硅接枝改性天然乳胶薄膜的表面微观形貌表征  49-50
  3.4 本章结论  50-51
第4章有机硅接枝水性聚氨酯对天然乳胶的改性研究  51-59
  4.1 引言  51
  4.2 实验部分  51-54
    4.2.1 原料与试剂  51-52
    4.2.2 实验仪器与测试设备  52
    4.2.3 实验步骤  52-53
    4.2.4 表征与测试  53-54
  4.3 结果与讨论  54-58
    4.3.1 有机硅接枝聚氨酯的傅里叶红外吸收光谱分析  54-55
    4.3.2 有机硅接枝聚氨酯共混改性天然乳胶薄膜的水接触角测试  55-56
    4.3.3 有机硅接枝聚氨酯共混改性天然乳胶薄膜的表面形貌表征  56-57
    4.3.4 有机硅接枝聚氨酯共混改性天然乳胶薄膜的力学性能  57
    4.3.5 有机硅接枝聚氨酯共混改性天然乳胶薄膜的耐溶剂性  57-58
  4.4 本章结论  58-59
第5章结论  59-60
参考文献  60-65
致谢  65-66
附录: 作者攻读硕士研究生期间的科研成果  66

天然乳胶的有机硅改性及其成膜性能的研究

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