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该文在分子设计基础上,根据羧酸型阴离子制备原理,采用预聚体混合法的制备工艺,应用选定的原料体系合成制备了侧链含可聚双键的自乳化聚氨酯水分散体(PEPUD).对制备稳定的聚氨酯水分散体的过程中的加料次序、不同反应阶段的温度控制和合成配方进行了研究.研究了DMPA含量对可聚合自乳化聚氨酯水分散体表面活性能力的影响,通过与商用低分子乳化剂的表面活性能力进行对比,确定了其符合丙烯酸酯单体乳化要求的合成配方中DMPA的适宜含量.对可聚合自乳化聚氨酯水分散体中可聚双键单体的含量进行研究,结果表明:可聚双键含量不宜太高,否则在发生自聚合几率增大.但也不宜太低,否则难于与丙烯酸酯单体发生共聚合.研究确定引入可聚双键单体TMPME的量按引入可聚双键含量为0.15 mmol/g-0.5 mmol/g为宜.利用可聚合自乳化聚氨酯水分散体(PEPUD)作为乳化剂和反应性的种子乳液与丙烯酸酯等单体共聚,其优点在于能调节聚氨酯水分散体侧链上参与共聚的双键数目,使聚氨酯和丙烯酸酯两相聚合物体系间直接化学键合增强,相容性提高,增加体系内部交联密度,合成得到具有核壳间互穿网络结构的丙烯酸聚氨酯杂合水分散体.对合成过程进行研究,确定了聚合工艺、聚合条件;对合成配方进行研究,确定了引发剂种类及双键含量和聚氨酯聚丙烯酸酯质量比等关键因素;利用透射电子显微镜(TEM)和马尔文粒度仪,对丙烯酸聚氨酯杂合水分散体合成过程中粒子形态变化进行研究,佐证了合成过程的聚合机理并且证明使用可聚合自乳化聚氨酯水分散体进行反应,聚氨酯和聚丙烯酸酯两相间会发生直接化学键合,使乳胶粒核壳间产生互穿网络结构,粒径减小,体系的稳定性增大;应用红外光谱,分析合成丙烯酸聚氨酯杂合水分散体过程的基团结构变化;证明了可聚合自乳化聚氨酯水分散体的可聚双键与丙烯酸酯单体间发生了共聚合,获得体系高度混溶又具微相分离特征;通过差示量热扫描(DSC)和热重(TG)分析,研究合成过程的热行为变化.结果说明:聚氨酯和聚丙烯酸酯间在共混下存在相分离,符合了核壳互穿网络结构的特征;合成获得的胶膜热分解起始温度高,互穿网络产生协同效应,胶膜热稳定性增强;利用接触角测试仪和原子力显微镜(AFM),研究丙烯酸聚氨酯杂合水分散体胶膜表面性能及成膜性能.以该研究制备的核壳型互穿网络结构丙烯酸聚氨酯杂合水分散体作为基料,从配方设计和性能设计的基本理论出发,研究水性树脂、共溶剂、助剂等的相互关系,应用正交实验的方法优选出配制丙烯酸聚氨酯杂合水分散体涂料的最佳配方.