【摘要】：水性聚氨酯(WPU)具備優(yōu)異粘結(jié)性、彈性等優(yōu)點(diǎn),但缺乏化學(xué)交聯(lián),耐溶劑性等均不理想。含氟丙烯酸酯因其具有優(yōu)異的表面特性及環(huán)境友好性等而具備廣泛的應(yīng)用價(jià)值,但也因其價(jià)格高,難與大多數(shù)基材粘結(jié),其應(yīng)用受到限制。將含氟基團(tuán)引入WPU結(jié)構(gòu)中,既保留了WPU優(yōu)異性能和兩相微結(jié)構(gòu)特征,又在很大程度上改善了WPU的表面及整體性能,已成為WPU的新興發(fā)展方向。共混型高分子梯度材料是由高分子組分通過物理方法混合,體系中分散相粒徑或組成呈梯度結(jié)構(gòu)變化,成為近年來研究的一個(gè)熱點(diǎn),而自組織共混型更引人注目。采用細(xì)乳液聚合,將異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)、聚醚二醇(PTMG)、N-甲基二乙醇胺(MDEA)、三羥甲基丙烷(TMP)及全氟烷基丙烯酸酯(FA)共混,制備不同F(xiàn)A用量的氟化聚氨酯(PUFPA)乳液。研究了配方組分及工藝條件、不同F(xiàn)A用量對PUFPA共混乳液聚合性的影響,以及乳膠膜微結(jié)構(gòu)、熱性能、力學(xué)性能等之間的關(guān)系。分析了FA用量對乳膠膜自組織梯度結(jié)構(gòu)分布行為及膜表面性能的影響,以及選擇不同的溫度在各個(gè)基材上成膜和熱處理,討論對共混乳膠膜自組織梯度結(jié)構(gòu)和表面性能的影響。結(jié)果表明:(1)WPU乳液平均粒徑為56.38 nm,隨FA用量的增大,乳液的穩(wěn)定性有小幅度的減小,乳液平均粒徑整體呈現(xiàn)出增大的趨勢;黏度隨FA用量的增加而減小,乳液的表面張力呈明顯降低趨勢;膠粒形狀規(guī)則,呈橢球形,膠粒大小基本均一;FA用量為40%的拉伸強(qiáng)度最大,拉伸強(qiáng)度達(dá)到了11.97 MPa。(2)隨著FA用量的增加,當(dāng)FA用量在30%以下時(shí),膜-空氣(F-A)與膜-聚四氟乙烯基材(F-P)表面能差異較小,膜斷面相分層模糊,F元素濃度在膜厚度方向分布比較均勻;當(dāng)FA用量在30%時(shí),膜F-A與膜F-P表面能開始差異增大,膜斷面出現(xiàn)相分層,靠近膜F-A面平整,靠近膜F-P面粗糙;當(dāng)FA用量在40%時(shí),膜F-A與膜F-P表面能開始差異最大,膜斷面相分層明顯,靠近膜F-A面F元素濃度高于F-P面,沿膜的厚度方向氟元素濃度基本呈現(xiàn)梯度變化,PUFPA40%乳膠膜呈明顯梯度化結(jié)構(gòu)。(3)在聚四氟乙烯板(PTFE)和玻璃板(Glass)成膜溫度高于45℃時(shí),膜斷面出現(xiàn)相分層,F-A面的含氟組分(FPA)濃度開始高于膜-基材(F-P/G)面,FPA組分在F-A面富集,F元素濃度從F-A面到F-P/G面逐漸減少。在Glass成膜后,當(dāng)成膜溫度到60℃時(shí),F-G面F元素含量在35.59%,當(dāng)膜經(jīng)過熱處理后,F-G面F元素含量為19.72%,比在60℃成膜低15.87%,FPA在F-A表面富集,梯度結(jié)構(gòu)更加明顯。F-A表面F含量(40.35%)明顯高于F-G氟元素含量(20.39%),熱處理后(110℃/2h)結(jié)構(gòu)梯度更明顯;在PTFE上成膜后,乳膠膜在45℃以上F-P面F含量開始逐漸出現(xiàn)差異,當(dāng)成膜溫度到60℃時(shí),差異變化很大,F-P面在24.86%,當(dāng)乳膠膜經(jīng)過熱處理后,F-P面含量為20.39%,比在60℃成膜低4.47%。對于110℃/2h熱處理后,梯度結(jié)構(gòu)導(dǎo)致膜兩側(cè)表面自由能明顯不同,在PTFE與Glass成膜后的F-A面接觸角分別為132.5°和137.7°,達(dá)到了超疏水程度,在橫跨薄膜厚度的方向上形成梯度結(jié)構(gòu)。
【學(xué)位授予單位】：陜西科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TQ630.1
【圖文】：

2圖 1-1 水性聚氨酯 WPU 中軟段與硬段matic diagram of soft and hard segment of waterborne polyU 相比，WPU 是一類以 H2O 替代傳統(tǒng)有機(jī)溶劑作，因其綠色環(huán)保、不易燃及獨(dú)特化學(xué)結(jié)構(gòu)等特征，[19]。-NCO）及氨基甲酸酯（-NHCOO-）是 PU 獨(dú)特的基與活潑氫極易反應(yīng)，與橡膠、塑料、玻璃、紙張、以形成良好粘接[20]；可根據(jù)調(diào)整 WPU 中軟、硬段

的乳液作為樣品，稀釋至 1 ‰，乳液制樣于銅網(wǎng)上前減壓干燥烘干。膠膜 X 射線衍射分析（XRD） Cu 靶，波長 0.154 nm，管壓 40 kV，管流 40 mA，掃描的固體聚合物壓制成具有一定平面的片狀物，掃描膠膜熱失重分析（TGA）析（TGA）測試，N2保護(hù)，測試升溫速率為 10℃/m。膠膜力學(xué)性能測試子萬能試驗(yàn)機(jī)對乳膠膜力學(xué)性能進(jìn)行測試，將乳膠鈴狀，拉伸速率為 20 mm/min。討論氨酯乳液外觀WPU PUFPA10%PUFPA20%

細(xì)乳液法制備氟化聚氨酯復(fù)合乳液及其自組織梯度化分布透明液體，由于采用的叔胺陽離子擴(kuò) R 為 1.38，乳液外觀為淡黃色半透明隨 FA 單體用量的增大，PUFPA 乳液FA 用量為 40 %以上時(shí)，乳液不透明，隨著 WPU 組分在復(fù)合體系中含量降低通過水相遷移，從而影響了含氟單體的合乳液穩(wěn)定性分析

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2800825