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端羥基聚丁二烯型水性聚氨酯的制備、性能及交聯改性

    水性聚氨酯以水為分散介質,具有不燃、污染小、氣味小、操作加工方便、節能等優點,同時具有聚氨酯樹脂所固有的耐磨損、耐撓曲等優異性能。但由于聚酯或聚醚型水性聚氨酯的耐水性差,限制了其進一步的應用。
    端羥基聚丁二烯(HTPB)是分子鏈末端為羥基的遙爪型化合物,柔順性較好,若作為聚氨酯的軟段可以提高其耐水性。采用HTPB作為軟段,部分取代聚醚二元醇合成了耐水性較好的水性聚氨酯。隨著HTPB改性聚氨酯丙烯酸酯水性體系中HTPB含量的增加,其耐水性提高。另一方面,由于HTPB分子鏈中含有碳碳雙鍵,若用于交聯改性,則亦有助于提高聚氨酯的力學性能。通過3-巰基丙酸甲酯與烯烴封端的水性聚氨酯分散液在紫外光照射下進行巰基-烯反應,成功制備了交聯程度高、力學性能較好的聚氨酯膠膜。分別制備了含蓖麻油基和巰基的聚氨酯水分散液,在紫外光照射下雙鍵與巰基進行反應,制得了具有良好機械性能和熱穩定性的聚氨酯膠膜,且反應高效、條件溫和。但利用硫醇-異氰酸酯反應進行后擴鏈制備HTPB型水性聚氨酯分散液,然后利用體系中雙鍵與硫醇的反應進行微交聯的研究罕見報道。
    本研究以聚四氫呋喃二醇(PTMG)、HTPB、異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)、2,2-二羥甲基丙酸(DMPA)、三乙胺(TEA)通過預聚法合成聚氨酯預聚體,然后利用3,6-二氧雜-1,8-辛烷二硫醇(BOODT)與異氰酸酯后擴鏈制備HTPB型水性聚氨酯(WPUHS)分散液,再在紫外光照射下通過硫醇與雙鍵的反應對水性聚氨酯分散液進行交聯改性。研究了HTPB含量對分散液穩定性、聚氨酯耐水性及力學性能的影響,同時探討了光引發劑種類及光照時間對膠膜力學性能的影響。
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