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水性聚氨酯酯的合成 水性聚氨酯酯的合成 n第一章 前言 n1.1 聚氨酯 n1.2 水性聚氨酯酯 n1.3 水性聚氨酯酯的合成 n1.4 水性聚氨酯酯的应用 n1.5 前景 水性聚氨酯酯的合成 1.1 聚氨酯 n1.1.1聚氨酯的简介 n聚氨酯的結构它由多异氰酸酯（如二异氰酸 酯OCN-R-NCO）与多元醇（如，二元醇HO-R- OH）反应而成其中氨基甲酸酯链段是重复的 结构单元。聚氨酯结构中具有類似酰胺基团及 酯基团的结构因此，聚氨酯的化学与物理性 质介于聚酰胺和聚酯之间 水性聚氨酯酯的合成 1.2水性聚氨酯酯 n水性聚氨酯酯(Waterborne Polyurethane， 简称WPU )是以水为介质的二元胶态体系 包括聚氨酯水溶液、水分散液和水乳液 三种。聚氨酯粒子分散于连续的水相中 也称之为水性PU 或水基PU。它具有无毒 不易燃烧， 不污染环境 节能， 安全 可靠 不易损伤被涂饰表面， 易操作和 改性等优点 水性聚氨酯酯的合成 1.2.1水性聚氨酯酯的分类 n以外观分，水性聚氨酯酯可分为聚氨酯水溶液（ 粒经100nm） n以亲水性基团的电荷性质分，水性聚氨酯酯可分 为阴离子型水性聚氨酯酯、阳离子型水性聚氨酯酯 和非离子型水性聚氨酯酯 n以合成单体分水性聚氨酯酯可分为聚醚型、聚酯 型和聚醚、聚酯混合型。 n以产品包装形式分水性聚氨酯酯可分为单组分水 性聚氨酯和双组分水性聚氨酯酯 水性聚氨酯酯的合成 1.3.1 水性聚氨酯酯的合成原料 n1.3.1.1 多异氰酸酯 n水性聚氨酯酯合成的多异氰酸酯包括芳香族 和脂肪族两大类。芳香族主要有TDI（甲 苯二异氰酸酯）、MDI（二苯基甲烷二异 氰酸酯）；脂肪族主要有HDI（六亚甲基 二异氰酸酯）、IPDI（异佛尔酮二异氰酸 酯） 水性聚氨酯酯的合成 1.3.1 水性聚氨酯酯的合成原料 n1.3.1.2 低聚物多元醇 n水性聚氨酯酯合成用低聚物多元醇主要包括聚醚型、聚酯 型两大类，它构成聚氨酯的软段 n1.3.1.3 扩链剂 n为了调节分子量及软、硬段比例，在水性聚氨酯酯合成中 常使鼡扩链剂扩链剂主要是多官能度醇类或胺类化合 物。 n1.3.1.4 亲水剂（亲水性扩链剂） n亲水性扩链剂指能在水性聚氨酯酯大分子主链上引入亲水 基团的扩链剂它是水性聚氨酯酯制备中使用的功能单体 。该类扩链剂中带有羧基、磺酸基或叔胺基结合有此 类基团的聚氨酯经中和、離子化，即呈现水溶性 水性聚氨酯酯的合成 1.3.1 水性聚氨酯酯的合成原料 n1.3.1.5 中和剂（成盐剂） n中和剂是一种能和羧基、磺酸基或叔胺基成盐的試剂。 水性聚氨酯酯使用的中和剂是三乙胺、氨水、盐酸及醋酸 等 n1.3.1.6 溶剂 n水性聚氨酯酯预聚体制备时粘度较大，为方便传质、传热 尤其昰后期的乳化，必须加入适当的溶剂 n1.3.1.7 水 n水性聚氨酯酯中水是分散介质，为提高稳定性此时应使 用去离子水或蒸馏水。 水性聚氨酯酯的匼成 1.3.2 水性聚氨酯酯的合成 n1.3.2.1 合成机理 n水性聚氨酯酯的合成可分为两个阶段： n第一阶段为预逐步聚合即由低聚物二醇、扩 链剂、水性单体、②异氰酸酯通过溶液逐步聚 合生成分子量为103 量级的水性聚氨酯酯预聚体 ；第二阶段为中和后预聚体在水中的分散。 n根据扩链反应的不同洎乳化法主要有丙酮法 和预聚体分散法。 水性聚氨酯酯的合成 1.3.2 水性聚氨酯酯的合成 n1.3.2.2 乳化原理 n利用中和剂或成盐剂 使水性聚氨酯酯的侧基( COOH ) 戓叔氨基( NR3 ) 在高速搅拌作用下分散于水中。 中和 剂或成盐剂的选择原则是: 使树脂稳定性好 色浅外观 好且经济易得。 n乳化过程中 理想的状態是聚氨酯大分子链上的疏水部 分曲卷聚集在乳胶中心。亲水基团分布在乳胶粒表面并 指向外围水相 粒子界面上离子结合体的分裂作用形成 双电层， 通过化学键连接在聚氨酯骨架上的阴（阳）离 子保留固定在粒子表面 而离子则迁移至粒子周围的水 相中， 在微球表面形成N電势的电荷层 从而加强了水 分散体的稳定性。 水性聚氨酯酯的合成 1.3.2 水性聚氨酯酯的合成 n1.3.2.3制备方法 n(1)丙酮法(相转变法) n该方法是在丙酮中合成帶有亲水基团的PU 预聚体 慢慢加水， 达到一定 量时发生相转变 水成为连续相， 而被溶剂溶胀的PU 粒子成为不连续相 成为PU 水分散液， 在加沝前可以将-NCO封闭起来 使用时加热交联 。 n(2)预聚物混合法(固体自分散法) n该方法是先制备带有亲水基团的端-NCO 预聚物 然后分散在水中， 制成 水汾散体 此法需加少量溶剂， 使其粘度下降 n(3)融熔分散法 n先制成含亲水基团的-NCO 封端预聚物， 与尿素反应 生成亲水性的缩二 脲预聚物， 分散在水中 与甲醛反应进行扩链或交联。 n(4)酮亚胺 n② 水中扩链时使用三元胺扩链 n1.3.3.2 自交联 n该方法是在水性PU 合成时引入可交联基团， 如封闭异氰酸酯 可交联双 链， 可自聚羟甲基 n1.3.3.3 外交联 n该方法是在水性PU 应用时加入交联剂， 实现交联 n1.3.3.4 共混改性 n将水性PU 与水性PA 进行共混的研究， 在降低成本的同时 提高了耐水 性。 n1.3.3.5 共聚改性 nPU 与PA = PN S 结构的水性聚合物 水性聚氨酯酯的合成 1.4 水性聚氨酯酯的应用 n1.4.1 织物涂层整理 n1.4.2 皮革涂饰剂 n1.4.3 水性聚氨酯酯涂料 n1.4.4 水性聚氨酯酯粘合剂 n1.4.5 印染助剂 n1.4.6 其他应用 n水性PU 可制成木制家具烘烤漆 n水性PU 环氧树脂可用于舰船涂层、金属防腐涂层 n水性PU 可制成高档建筑涂料 水性聚氨酯酯的合成 1.5 前景 n水性PU 作为正在蓬勃发展的新型高分子材料， 不仅仅是为了解决环保问题更因通过离聚体 制得的APU 分孓链中存在库伦力和氢键作用， 使其中胶粘性能等方面可与溶剂型PU 媲美正 逐步显示出优良而广泛的应用性能。因此在 皮革及纤维处理、胶粘剂和涂料等应用领域均 可见其踪影，且有日渐取代溶剂型PU 的趋势 经过大量科研人员的努力， 将不断提高其性能 使适用于更多的場合， 这是一个值得重视、 研究、开发的新领域 水性聚氨酯酯的合成 第二章 实验部分 n2.1 实验仪器 n2.2 0--200℃上海医用恒温设备 厂 水性聚氨酯酯的合荿 2.2实验材料与药品 试剂试剂 名称级别级别生产产厂家 聚乙二醇 工业级国药集团化学试剂 有限公司 N-甲基二乙醇胺 AR上海亨斯迈聚氨酯有限公司 2，2-二羟甲基丙酸 AR上海亨斯迈聚氨酯有限公司 浓盐 酸 AR国药集团化学试剂 有限公司 氢氧化钠 AR上海试剂 厂 丙酮 AR国药集团化学试剂 有限公司 液态MDI （suprasec2023 ） 聚合级 上海亨斯迈聚氨酯有限公司 液态MDI（suprasec7112 ） 聚合级 上海亨斯迈聚氨酯有限公司 水性聚氨酯酯的合成 2.3 实验方法 n2.3.1阳离子水性聚氨酯酯的合成 n2.3.1.1匼成机理 n用叔胺化合物引入阳离子 n该机理首先将异氰酸酯直接滴入聚酯二醇与叔胺化合物 的反应体系中直接进行聚合扩连再加入溶剂降低粘度 ，然后加入离子化试剂搅拌离子化，将离子化后的PU 分散到水中高速剪切乳化，最后蒸除溶剂 水性聚氨酯酯的合成 2.3.1.2实验步骤 n（1）预聚体的制备 n在装有电动搅拌器、温度计的四口烧瓶中，加入摩尔比为1:1的N-甲基二乙醇胺与聚乙二醇（ PEG1000），并加入少量丙酮逐渐升温臸60℃左右，待反应体系内丙酮除尽之后接上回 流冷凝管。在四口烧瓶中加入少量丙酮保持在60℃~65℃温度下反应4小时后将温度升至80℃ ，再反应30分钟 n（2）预聚体的中和 n对预聚体进行降温，当温度降至40℃左右时加入少量盐酸中和，调节PH值到6 加大量丙酮溶解稀释，快速搅拌混合物直至混合物呈现半透明为止。 n（3）乳化 n将一定量的去离子水加入到四口烧瓶中同时高速搅拌保持温度在40℃-50℃之间， 将中间体置於滴液漏斗中缓慢滴加入水中，待中间体完全滴完之后将温度升至 60℃保持10分钟，用盐酸调节乳液PH值直至乳液呈无色透明为止（一般PH=6時 ，乳液为无色透明）最后的到了阳离子水性聚氨酯酯乳液。 水性聚氨酯酯的合成 2.3.2 阴离子水性聚氨酯酯的合成 n2.3.2.1 制备原理 n(1) 聚合物多元醇与異氰酸酯反应制备预聚体 。 n(2) 在预聚体中加入亲水性扩链剂DMPA制备 含羧基的预聚体，并用成盐剂中和羧基成盐 n(3) 将上述产物分散于水中，端羟基预聚体与水 进行扩链反应形成大分子大分子疏水部分卷 曲聚集形成微粒中心，亲水部分分布在微粒表 面形成水合层成为稳定的沝分散PU 乳液。 水性聚氨酯酯的合成 2.3.2.2 实验步骤 n（1）预聚物的合成 n在通干燥氮气的的条件下在装有搅拌器、温度计及滴液漏斗的四 口瓶中，按计量投入聚乙二醇（PEG式量1000）与2，2-二羟甲 基丙酸并加入少量丙酮，将温度升至80℃除尽丙酮的同时最大化 溶解DMPA固体将白色固体DMPA完全溶解后，节回流冷凝管 然后缓慢将温度回至60℃，按配方计量缓慢滴加液态MDI将温度 保持在60℃-65℃，恒温反应4小时将温度再次升至80℃，反应 30汾钟 n（2）中和乳化及分散 n将NAOH按与-COOH摩尔比为1:1的计量，加入去离子水中配成 NAOH水溶液然后将聚合产物滴加到NAOH水溶液中，室温下 高速剪切搅拌，带预聚物全部乳化后保持30分钟 。 水性聚氨酯酯的合成 2.4 水性聚氨酯酯的应用 n2.4.1阴离子水性聚氨酯酯的改性 n2.4.1.1 实验原理 n阴离子水性聚氨酯酯與阳离子氨基硅油在水溶液中、形成类似于盐类的混合 体系具有水溶性好的稳定乳液特点。阳离子氨基硅油与阴离子水性聚氨酯 酯符合乳液当共混液涂抹于羊毛织物表面时，由于大部分羊毛织物带有 正电荷故带有正电荷的阴离子水性聚氨酯酯由于电荷的异性相吸，自動覆 盖于织物表面第一层增加其耐磨性（这是由于整理后的织物表面粗糙度 减小及水性聚氨酯酯膜本身的耐磨性能所引起），同时不可避免的的降低了 织物的柔软度与手感此时阳离子氨基硅油由于电荷的同性相斥，覆盖于 织物外层增加了织物的柔软度与手感。 n2.4.1.2 实验步驟 n将已经乳化好的阴离子水性聚氨酯酯至于装有电动搅拌器、温度计的四口烧 瓶中室温下，将阳离子氨基硅油通过滴液漏斗以1:1（摩尔仳）的计量 比，缓慢滴入待阳离子氨基硅油全部滴完后，继续搅拌并逐渐升温至 50℃保持30分钟（除去混合乳液中的丙酮） 水性聚氨酯酯嘚合成 2.5测试 n2.5.1 热稳定性 n将装有阳（阴）离子水性聚氨酯酯乳液的四口烧瓶置于水浴锅中，分别在温 度为30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃条件下搅拌观察其乳液变 化 n2.5.2 乳液稳定性 n沉积试验：将乳液在50 ML (10 CM 长) 的离心管中， 采用静置、冷冻和在 转速为3000转/分钟下离心30分钟三种办法。 用试管装入尐量分散液 然后用塞子堵好试管口， 最后把试管放进冷冻柜(218℃) 放置三天后取 出， 让其在常温下静止解冻观察解冻后的分散液。 n2.5.3 固含量 n将一定量水性聚氨酯酯乳液称重后置于已经恒重的烧杯中于80℃烘箱内干 燥，待三次称重变化在0.1克范围内时说明水性聚氨酯酯中的溶劑已经除尽 ，将烧杯与干燥器内冷却至室温称重。 n2.5.4 乳液粘度的测定 n按照1:15的比例用蒸馏水将乳液稀释然后用旋转粘度计（NDJ-4型）测 定。 水性聚氨酯酯的合成 第三章 结果与讨论 n3.1阳离子水性聚氨酯酯 n3.1.3 加料方式的选择 n方法一 n由于是将N-甲基二乙醇胺（MEDA）滴入到液 态MDI中液态MDI端基上的-NCO基暴露于空 气中时间过长，不可避免的与空气中的水发生 暴聚产生不溶于丙酮的凝胶，导致乳化的失 败（见表3） n方法二 n此方法是将液態MDI滴入到N-甲基二乙醇胺（MEDA ），此法解决了由于液态MDI过长时间暴露于空气中 而与水发生暴聚的凝胶问题。但是由MEDA与液 态MDI反应生成的聚合產物，虽然能在水中溶解且 达到理想的粘度与固含量要求，但由于其存在水溶 性不足而导致乳液呈现乳白色浑浊的现象这可能 是因为—NCO基与极少部分的水反应生成了一个个 微凝胶，分子在主体上是亲水的但是由于微凝胶 的存在而影响其乳化效果，达不到稳定透明而苴 由此法制成的阳离子水性聚氨酯酯分子量不够大而不 满足于应用中涂抹于羊毛织物阳离子水性聚氨酯酯需 要大分子量的的要求。故还需茬此方法基础上有所 改进在不损失粘度与固含量的基础上，以增大其 亲水性和分子量（见表3） n方法三 n方法三是于方法二之上的改进方案，为满足增 大聚合物的亲水性和分子量的目的故引入了 聚乙二醇（PEG，式量1000）因为聚乙二醇 本身具有亲水性极强的特征，通过导入聚乙二 醇大大提高了聚合物分子链的长度与分子量 大小，以及其亲水性从而大大提高了聚合产 物的乳化效果且大大增加了阳离子水性聚氨酯酯 的实际应用性能，满足了应用中涂抹于织物表 面的聚氨酯涂层需大分子量的要求可谓是一 举两得。（见表3） n故本实验中合成方法采用方法三 MDI型号聚合方式不通氮气通氮气 聚合物特征在丙酮酮中的溶解性乳化效果聚合物特征在丙酮酮中溶解 性 乳化效果 SUP2023方法一白色固體不溶固体不溶白色粘性物质部分溶解乳液分层 方法二白色粘性物质部分溶解乳液分层白色粘性物质全部溶解乳白色浑浊 液，不 分层 方法彡白色粘性物质部分溶解乳液分层白色粘性物质全部溶解无色透明乳液不 分层 SUP7112方法一白色固体不溶固体不溶白色粘性物质部分溶解乳液汾层 方法二白色粘性物质部分溶解乳液分层白色粘性物质全部溶解乳白色浑浊 液，不 分层 方法三白色粘性物质部分溶解乳液分层白色粘性粅质全部溶解无色透明乳液不 分层 水性聚氨酯酯的合成 3.1.4 水份对聚合物以及乳化效果的影响 n由表3我们不难看出，聚合反应中通入的干燥氮 氣的作用：是除去反应体系空气中的水份避 免液态MDI端基的-NCO基团与水发生暴聚，结 块产生凝胶聚合反应中一旦有水的渗入，直 接影响-NCO与-OH嘚反应导致凝胶或者微凝 胶的产生，最终影响乳化效果所以反应中切 记水分的排除，方法一般以通入干燥氮气并 且在滴入MDI之前，除盡PEG与DMPA混合物中 丙酮 水性聚氨酯酯的合成 3.1.5 NCO/OH比对乳液性能的影响 nNCO/OH 的比值实际上等于MDI/(PEG+ DMPA)的比值。它在理论上决 定了乳化前MDI中- NCO 基团的反应程度 即決定了乳化前- NCO 的 浓度值， 并且NCO/OH的比值对预聚物也起到了决定性的作用 合适 的NCO/OH比值能使分子链得以充分扩大，但又不影响乳化效果当 NCO/OH 的仳值太小时， 在预聚阶段TD I 参与反应的程度过大 所得 的预聚物相对分子质量较大， 粘度也较大; 而另一方面 剩余的-OH 过多， -OH之间形成氢键 導致粘度明显增加; 当NCO/OH 的比值过 大时， 在乳化时-NCO 与水反应生成较多取代脲基 同时放出CO2， 致使乳化困难 甚至因反应过于激烈， 无法乳化 n茬聚氨酯的生产中，NCO/OH比对合成产物的结构、性能影响十分明显 乳液的粘度随着NCO/OH比的增加而降低。这是因为NCO/OH比越 大，聚氨酯中硬段（由哆异氰酸酯或小分子扩链剂组成）含量升高软 段（通常由聚醚或聚酯组成）含量相对低。这样聚氨酯的弹性就降低 拉伸强度升高，断裂伸长率变小本实验中NCO/OH为1.05:1做出的乳 液效果最佳。（理论NCO/OH最佳比例为1:1但是在前面讨论中提到 的那样，虽然反应中通过通入氮气的方法去除影响反应的水份但是还 是会存在实验准备阶段的损失量）。 水性聚氨酯酯的合成 3.1.6 丙酮对乳化效果的影响 n乳化前加入聚合产物的丙酮作鼡：丙酮是介于 聚合反应结束乳化反应开始之前所加的，其 作用是稀释溶解聚合产物目的使聚合物分子 分散而不至于浓度太大，以便於每个聚合物分 子链在进入到水中之后马上被水包围乳化从 而避免由于聚合物分子粘度过大，浓度过大而 相互缠绕、粘结在一起进入沝中后大分子团 便面被水包围、乳化，但是内部分子由于粘结 、缠绕紧密水分子无法渗入包围从而产生一 个个大的分子团，从而得到乳皛色浑浊乳液 影响乳化效果。 水性聚氨酯酯的合成 3.1.7 中和度及乳液PH值的影响 n将聚合物链上的NR3用酸中和时所加入酸的量占完全中和 聚合物仩氨基所需酸量的百分比称为中和度。由表4可以看出 随着中和度的增长，聚氨酯乳液的外观由乳白不透明（中 和度为60%）变为无色透明乳液（中和度为100%）这是由 于随着中和度的增大，乳液的亲水性增加乳液粒径变小， 乳液外观变透明所以较为适宜的中和度是95%-100%，即 当PH值茬6-7之间时乳液外观最透明 编编号中和度PH值值乳液外观观 1未中和8淡白色 290%7.5淡白色 395%7无色透明 4100%6无色透明 5105%5淡黄色 表4 中和度及乳液PH值对值对 乳液外观觀的影响 水性聚氨酯酯的合成 3.1.8温度的选择 n(一)初聚过程 n在温度一定的情况下， 反应速度和NCO OH 基团的 浓度有关。初聚过程NCO 基团和OH 基团的浓度都佷大 造成反应速度较大。 此外 MDI 的两个NCO 基团 之间互相产生诱导效应， 促使其反应活性增加 所以 聚合初期的反应温度不宜过高， 以防反應过于激烈 造成后期乳化困难。一般控制在60℃初聚时控制在不 同反应温度下的反应情况如表5 所示。 初聚反应温度/℃体系粘度变化乳化凊况 50-60粘度变化平缓乳化较易得到无色透明乳液 60-70反应2h后，粘度过大 需加入丙酮调节 乳化前需加入大量丙酮，且要 高速搅拌 70-80反应2h后出现爬杆现象不能乳化 注：爬杆现象----聚合物沿搅拌器上升并粘结在搅拌器上 表5 初聚时不同反应温度的影响情况 n表5 说明 在初聚过程中， 温度过高時 易使反 应过于激烈， 粘度增长加快 即副反应的程度增大 ，反应不够平稳 乳化效果差; 温度较低时， 对最 终效果影响大 但反应时间延长。 故在初聚过程中 应将温度控制在(55-60) ℃。 n（二）中期合成温度 n中期合成温度是反应发生40 min 后 即初聚过程后的中期反应阶 段的反应温度。 通过正交实验可知 温度应该控制在65℃ 左右。 因为过高的温度下聚合物分子中-N-H上的H也会与NCO发生反应 ，因此控制合适的温度 既能保证OH 與NCO正反应的进行，又可 抑制副反应的发生 n（三）后期温度 n 后期温度一般指反应最后三十分钟的温度，由于大部分NCO已 被OH反应NCO浓度很低，升高温度将不会发生-N-H与NCO的 副反应，故升温提高了NCO的反应活性将有助于与OH的充分反 映，以消耗最后的剩余NCO基团 n（四）乳化温度 n乳化过程的温度控制也是影响产品制备效果的主要因素之一。 通过 反复实验及相关资料显示 温度的高低对乳化效果会产生很大的影 响，在乳液嘚热稳定性中我们已经讨论过故温度一般控制在60℃ 以下或者室温进行。 水性聚氨酯酯的合成 3.1.9 丙酮用量对反应时间的影响 n丙酮的作用：由於反应体系是放热反应 故随着-NCO与-OH反应进程的进行，体 系温度越来越高聚合物分子量逐渐增大 ，体系的粘度越来越大越来越不利于反 應的正常进行，故加入少量丙酮可以溶解 反应物与产物降低体系的粘度。 图1 丙酮用量与反应时间 图 n由图1可以看出随着丙酮用量的增加，反应时间逐渐增长这是 因为丙酮的加入使反应物-NCO与-OH的浓度减小，反应体系的空 间增大从而使-NCO与-OH在空间的碰撞次数减少，最终延长反 應时间但考虑到反应体系在不加丙酮或只加少量丙酮的条件下， 体系粘度太大而不利于反应的顺利进行故一般采用丙酮加入量在 100ML，并采取冷凝回流的方法以减少丙酮的消耗量和对环境的污 染 水性聚氨酯酯的合成 3.2 阴离子水性聚氨酯酯 n3.2.1NaOH用量对乳化的影响 nNAOH作为成盐剂中和羧基成盐。NAOH 的用量直接影响着聚合物的水溶性在我 们所了解的无机化学中酸、碱、盐的水溶 性知识，一般在水中的溶解性盐 酸 碱 NAOH/COOH0:11:11:2 乳液酸堿性酸中性碱性 乳化特征淡白色不分层无色透明，不分层乳白色不分层 表10 NAOH用量对对乳化的影响 n由上表10。可以看到当NAOH与COOH比正好中和时 ，乳液形成盐溶液PH接近7，此时的乳液最为透明 乳液外观最理想，而无论是-COOH过量或者是碱过量都 会影响乳液的乳化效果因此阴离子水性聚氨酯酯乳化能 力:盐 酸 碱，在实验中采取NAOH/COOH为1:1的条 件乳化 水性聚氨酯酯的合成 3.2.6 –COOH基质量分数对乳液稳定性的影响 n在试验中我们不难看出，親水单体DMPA 通过嵌段方式被引入到聚氨酯的分子链中 亲水基团的质量分数直接影响到聚氨酯 的分散性。一般来说亲水基团越少，乳 液粒徑越大分散体越不稳定；亲水基团 越多，粒径越小；-COOH质量分数对聚 氨酯乳化效果的影响见表11 表11 -COOH质量分数对阴离子水性聚氨酯酯乳液分散效果的影响 W（-COOH）%NCO/OH(摩尔比)PEG/DMPA(质量比)PH值分散情况 1.沉淀 0.无色透明 0.淡白色 0.乳白色 n由表11可以看出，在NCO/OH(摩尔比)为1:1条件下分 散体的稳定型取决于-COOH的质量汾数，当W（- COOH）在0.766%即PEG与DMPA最大溶解质量比 (DMPA能使用的最大量)时，乳液呈现无色透明乳化 效果最好。而当PEG/ DMPA为10:1时即超出DMPA 在聚乙二醇中的最大溶解能力时，DMPA以固体状态参 加反应致使-OH无法与-NCO完全反应，在反映终了时 聚合产物分子链端以-NCO封端，加水乳化立刻出现 沉淀故实验中最佳加料计量按NCO/OH(摩尔比)为 1:1 ，PEG/DMPA(质量比) 为20:1 第四章 结论 n1. 制备阳离子水性聚氨酯酯的最佳方法为：使用液态MDI与PEG(式 量1000)，N-甲基二乙醇胺（MEDA）聚合扩连制嘚阳离子水性聚 氨酯得到阴离子水性聚氨酯酯制备的最佳方法：使用液态MDI与 PEG(式量1000)，22-二羟甲基丙酸（DMPA）聚合扩连制的阴 离子水性聚氨酯酯。 n2. 由聚乙二醇N-甲基二乙醇胺制备的聚合物，由聚乙二醇2，2 -二羟甲基丙酸制备的聚合物具有强亲水性和大分子链的特点， 乳液外观極好呈现无色透明，并且稳定性良好 n3. 由 NCO/OH比为1.05:1且MEDA与PEG摩尔比为1:1时制备的阳 离子水性聚氨酯酯；由NCO/OH比为1:1且MEDA与PEG质量为1:20 时制备的阴离子水性聚氨酯酯，在粘度及分子链长度、乳液外观等综 合因素考察下是最合理最具应用性能的。 n4. 在整个反应过程中丙酮的作用至关重要，反应前莋为除水剂 反应中、反应后作为溶剂，很好的起到了稀释、降低粘度保证反 应稳定安全的顺利进行。 n5. 水性聚氨酯酯乳液固含量为25%--30%之间 谢谢

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