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由于人们的环保意识越来越强,水性聚氨酯分散体越来越受重视。水性聚氨酯具有优良的力学性能、弹性、黏结性、耐化学药品、耐久性能等,被广泛应用于涂料、塑料、纺织品和胶粘剂等领域。对于水性聚氨酯,由于亲水基团的引入,耐水性与溶剂型聚氨酯存在一定差距。有机硅由于Si-O-Si链段独特的化学结构,具有优良的化学稳定性、耐低温性,电绝缘性、耐水防潮性等。可以将有机硅与聚氨酯两者结合,达到优势互补的作用。本文的主要研究内容如下:采用预聚体自乳化法,以聚四氢呋喃醚二醇(PTMG)、异氟尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)、异氰酸丙基三乙氧基硅烷(IPTS)等为主要原料,合成端基(WPUT)带有可交联三乙氧基硅烷基团的水性聚氨酯,再以PDMS为交联剂通过溶胶凝胶法构建交联网络。考察了交联剂的加入量对乳液粒径、聚氨酯胶膜微观形貌、耐水性及力学性能的影响。最终分析结果表明,XPS结果证实了交联剂的加入限制了硅的迁移,当交联剂加入量为10 wt%(质量百分比,下同)时,WPUT综合性能最佳,此时吸水率为9.82%,接触角为103.4°,断裂伸长率为568.19%,拉伸强度达到25.97 MPa。采用预聚体自乳化法,以聚四氢呋喃醚二醇(PTMG)、异氟尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)、2-氨基-1,3-丙二醇(APD)、异氰酸丙基三乙氧基硅烷(IPTS)等为主要原料,合成侧基(WPUS)带有可交联三乙氧基硅烷基团的水性聚氨酯,再以PDMS为交联剂通过溶胶凝胶法构建交联网络。考察了交联剂的加入量对乳液粒径、聚氨酯胶膜微观形貌、耐水性及力学性能的影响。最终分析结果表明,XPS结果证实了交联剂的加入限制了硅的迁移,WPUS胶膜的接触角和吸水率随交联剂含量的增加而降低,未加入交联剂时,WPUS的吸水率为10.85%,接触角为101.1°固体表面能最低32.40 mJ/m~2,当交联剂加入量为5 wt%(质量百分比,下同)时,WPUS的力学性能最佳,断裂伸长率为362.17%,拉伸强度达到19.00 MPa。在聚氨酯体系中引入2-氨基-1,3-丙二醇(APD)为交联剂合成内交联型有机硅聚氨酯。采用FT-IR、SEM、等分析手段对内交联型有机硅聚氨酯乳液及其胶膜进行表征,考察了交联剂含量对水性聚氨酯乳液及胶膜的粒径、耐水性及力学性能等的影响。结果表明:当APD含量0.75 wt%时,WPU胶膜的耐水性最好,接触角为97.8°,吸水率为4.26%。表明APD的增加提高了聚氨酯链段间的交联密度,使改性后胶膜的耐水性明显增强,当APD含量0.5 wt%时,胶膜的力学性能最强,断裂伸长率为560.47%,拉伸强度达到47.59 MPa。