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水性聚氨酯(WPU)以水为溶剂,与溶剂型聚氨酯相比具有无毒、不燃、环保等特点,另水性聚氨酯在价格、成本上也具有优势,故从生态与环保上,人们将更倾向于水性聚氨酯的发展与应用。但WPU在性能上,在仿真皮特征上仍存在众多的缺陷,不及溶剂型聚氨酯。国内合成革制品仍集中在溶剂型聚氨酯的生产。由于水性聚氨酯皮革在国内的研究刚刚起步,应用主要集中在皮革涂饰剂和皮革胶粘剂方面,故WPU的研究,尤其在水性聚氨酯的制备及性能上的提高,是WPU实用化和替代溶剂型PU的基础。本文针对此问题,进行一种环境友好型水性聚氨酯的制备以及其成膜性能的研究。首先选用了二环己基甲烷二异氰酸酯(H12MDI)和聚四氢呋喃(PTMG)为主要的原料,以1,4-丁二醇(BDO)为小分子扩链剂,二羟甲基丁酸(DMBA)为亲水性扩链剂,并在一定的实验条件下,制得了水性聚氨酯乳液。二环己基甲烷二异氰酸酯(H12MDI)是脂肪族二异氰酸酯,与二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)相比具有不含苯环、毒性小不变黄等特点,透气率增加15%,透湿率提高了17-25%,断裂强度增加了31.26%,断裂伸长增加了20.4%。二羟甲基丁酸(DMBA)与通常使用的二羟甲基丙酸(DMPA)相比,DMBA改善了胶膜的透湿性和力学性能,吸水率提高了25%-38%,而且,DMBA的溶解温度较低,加热易溶解,在有机溶剂中的溶解度也比DMPA要好,大大减少和避免了有机溶剂的使用。其次,在优化条件下进行了涂膜制备,制得了水性聚氨酯胶膜和水性聚氨酯涂层布,胶膜和涂层布的实验条件包括：硬链段含量,DMBA含量,厚度和烘燥温度等。通过对形成胶膜和涂层布的对比分析,当硬链段含量为25.27%,DMBA含量为7%时,得到胶膜和涂层布的性能比较优良。最后,对所得WPU乳液,WPU胶膜和WPU涂层布进行了相关性能的测量和分析,结果表明：(1)对WPU乳液的外观和稳定性测量结果表明：H12MDI水性聚氨酯有良好的乳液稳定性,预聚反应和扩链反应温度都在80℃左右时,反应得到的WPU乳液的外观和稳定性最佳。(2)对WPU胶膜的表征和表面形态研究表明：随着硬链段含量的增加红外光谱上CO和NH吸收峰向靠近坐标轴方向移动,峰值下降。结晶熔融温度由66.9℃降低到56.08℃。表面孔洞少而深,形状变规则,边缘变锋锋利表面颗粒增多。(3)对WPU胶膜和涂层布的通透性,透湿吸水性和力学性能测量分析表明：硬链段含量从25.27%上升到51.25%时,胶膜的透气率增加了36.63%,透湿量下降了46.8%,接触角增大,涂层布的断裂强度增加66.97%,断裂伸长减小了47.7%。DMBA含量从5%升高到8%,胶膜透气率下降了64.62%,涂层布透气率下降65.03%。胶膜透湿量增加了将近2倍,吸水率增加了190.2%,接触角变小,断裂强力增加29.3%,断裂伸长下降了60.2%。胶膜厚度和烘燥温度也会对WPU的透气性和防水透湿性能产生一定影响。(4)对WPU胶膜和涂层布性能对比结果表明：涂层布的孔洞在0.5-1.5um之间,胶膜微孔在1-2um之间。涂层布的透气性比胶膜好,DMBA含量较小时,涂层布的吸水性比胶膜好,DMBA含量过高,胶膜溶胀,吸水率变得比涂层布高。涂层的断裂强度比胶膜高出99.4%,而断裂伸长比胶膜小90.59%。实验表明,H12MDI水性聚氨酯有良好的乳液稳定性,涂层的防水透湿性能和机械性能比较好,可以有效的减少水性聚氨酯制备过程中的环境污染,降低了成本和安全隐患,是一种环境友好型的水性聚氨酯合成革材料。