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聚氨酯因其具有优良的力学性能、极强的耐候性和耐溶剂性等优点广泛应用于建筑、电子、航空、医疗等领域,传统的溶剂型聚氨酯因消耗大量有机溶剂,造成环境污染,使其应用受到限制。而水性聚氨酯因无需有机溶剂,能大大减少环境危害,受到广泛的关注。但水性聚氨酯也存在固含量低、固化成膜时间长、耐水耐热性差弊端。蓖麻油因具有非极性脂肪酸长链、双键以及羟基等活性基团,可以代替聚醚或聚酯合成水性聚氨酯,使其乳液性能稳定且具有良好的耐水性、耐热性以及潜在的可降解性。因此,本文旨在以蓖麻油代替部分聚酯合成水性聚氨酯,并对降解性能进行研究。 本文以蓖麻油(C.O)、聚己二酸乙二醇酯二元醇(PEA)、2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI)为主要原料,2,2-双(羟甲基)丙酸(DMPA)为亲水扩链剂,水作为分散介质,采用自乳化法制备蓖麻油基水性聚氨酯乳液,再将该乳液固化成膜。通过单因素实验研究R值、DMPA含量、PEA/C.O比例等因素对蓖麻油基水性聚氨酯性能的影响,利用粘度测试、粒径测试、固含量测试、离心稳定性测试、吸水率测试、红外光谱分析、热稳定性分析等测试方法和表征手段进行分析。研究结果为:制备蓖麻油基水性聚氨酯的反应条件为R值为3-5,DMPA含量9%-11%,PEA/C.O比例为1/2-3/2。利用单因素的实验结果再通过响应曲面法研究R值、DMPA含量、PEA/C.O比例等因素的交互作用以及各因素对蓖麻油基水性聚氨酯薄膜降解率的影响,并确定最佳的反应条件。研究结果为:制备蓖麻油基水性聚氨酯的最佳反应条件为R值为3,DMPA含量9%,PEA/C.O比例为1/1。 利用土埋法对蓖麻油基水性聚氨酯薄膜的降解性能进行研究。研究结果如下:高湿度土壤的降解率高于低湿度土壤;中性土壤的降解率略高于酸性土壤。薄膜在高湿度和低湿度土壤环境下其降解率分别为9.9%、6.4%。薄膜酸性和中性土壤中其降解率分别为6.7%、7.0%。 利用水浸泡法以及土埋法对蓖麻油基水性聚氨酯包膜材料的降解性能进行研究。研究结果如下:水浸泡法的研究表明,包膜肥料的初期溶出率的平均值为28.4%,氮累积释放率为55.8%,该氮累积释放率符合国标要求。土埋法的研究结果表明,高湿度土壤的降解率略高于低湿度土壤;中性土壤的降解率略高于酸性土壤。包膜尿素在高湿度和低湿度土壤中其氮累积释放率分别为38.0%、37.0%。包膜尿素在酸性和中性土壤中其氮累积释放率分别为37.0%、35.7%。