2·2 丙烯酸酯單體的影響
PU種子乳液可與多種PA單體加以組合,合成 出不同性能要求的PUA無皂乳液。單體按照玻璃 化轉變溫度(Tg)的高低可分為軟單體和硬單體,不 同單體其性能不同。例如硬單體MMA的Tg高,其 硬度高,較脆;軟單體BA的Tg低,膜較軟,柔韌性 較好;還有一類屬于功能性單體,如HPMA、AA,可提 高樹脂的附著力、耐溶劑和耐油性能,但功能性單體 的用量一般不超過單體總量的5%。實驗選擇硬單 體MMA,軟單體BA和EA,則PUA涂膜的耐氣候性 和柔韌性較好。
2·3 丙烯酸酯用量對PUA力學性能的影響
PUA的拉伸強度與PA的種類及配比、合成條 件及PU的結構等因素有關。本文只考慮PA用量 對PUA力學性能的影響,結果如表1所示。由表1可知,隨著PA用量的增加,PUA的拉伸 強度逐漸增大,斷裂伸長率則逐漸減小,且拉伸強度均大于PU,斷裂伸長率都小于PU。由此可見,隨著PA用量的增加,PA改性PU涂膜的力學性能得到提 高,共聚改性的效果比較明顯。
2·4 吸水性
PU/PA配比不同時,制備的PUA無皂乳液涂膜 的吸水率測定結果見表2。由表2可知,隨著PA用量的增加,PUA的吸水 率逐漸減小,說明PA的引入極大地改善了PU的耐 水性。這是因為二組分的相容性較好,促進了二者 分子鏈之間的相互貫穿和纏結。水分子無論對其中 哪一組分的作用均受到2種組分的共同牽制,大大 提高了對水的抵抗能力。
2·5 耐溶劑性和耐堿性
PUA無皂乳液以及純PU乳液耐化學性的結果。由表3可知,1)PU的耐溶劑性很差,但是通過PA的改性,大大增強了PUA耐溶劑性。原因是由 于2種聚合物之間的相互纏結與貫穿,不僅增強了 它們之間的結合力,而且提高了它們抗溶劑分子的 滲入與溶劑化作用。2)PU的耐堿性很差,很快溶 解。這是因為PU分子鏈上有一定量的羧基,與堿 反應形成水溶性好的羧基陰離子。此外,主鏈結構 中有很多氨基、甲酸酯基、脲基等。堿對這些官能團 的水解有促進作用。PUA有較好的耐堿性,這是因 為PUA在PU硬鏈段與PA分子鏈之間形成化學鍵, 提高了這2種鏈之間的相容性。另外,PU鏈耐堿性 最弱的基團大多在硬鏈段中, PA與PU的相容性提 高,將對PU硬鏈段起到更有效的保護作用。
2·6 乳液粒徑及形態
PU和PUA乳液的形態和粒徑如圖1所示。由圖1(a)可見,PU顆粒形態不規則,大小不等,分散性 較大,測得PU顆粒的粒徑為10~80 nm。由圖1(b) 可見,PUA共聚物顆粒具有球形外觀,形成了明顯的 夾心型結構,粒徑分布較均勻,測得粒徑為120~ 150 nm。
由圖1可知,PUA乳液的粒徑是PU乳液的2倍 多,且粒徑分布較均勻。由此說明,PU鏈段上含有 能和PA單體進行自由基聚合的C C雙鍵,當PA 單體以PU乳液為種子乳液進行無皂乳液聚合時, PA單體能進入PU顆粒內部溶脹并進行自由基聚合 反應,形成了接枝狀態的聚合物。
2·7 紅外光譜表征
圖2為PUA的IR譜圖,其中在2 274 cm-1處的—NCO基伸縮振動峰消失,說明體系中異氰酸酯已 反應完全,并在3 340 cm-1處出現N—H伸縮振動 峰,在1 727 cm-1處出現羰基(C O)的伸縮振動特征 峰,在1 162 cm-1處出現了氨酯基的碳氧鍵(—C—O—)的伸縮振動峰,在1 100 cm-1處出現醚鍵(C—O—C)的伸縮振動峰,在2 946 cm-1處出現甲基 的伸縮振動峰,由此可證實PUA接枝共聚物的結構。
3 結 論
1)當PA單體與含有C C雙鍵的PU乳液進 行無皂乳液聚合時,在80~85℃左右,引發劑用量 為單體的0·4% ~ 0·6%,攪拌速率為150 ~ 250 r/min,反應比較平穩,PUA無皂乳液的儲存穩定性好。
2)通過IR、TEM分析表明,與改性前的PU乳液 相比,PUA無皂乳液的粒徑明顯增大,形成了夾心型 的結構,證實存在PUA接枝共聚物。
3)改性后的PUA無皂乳液,改善了PU乳液的 耐水性、耐甲苯性、耐丁酮性和耐堿性,提高了PU 的力學性能,共聚改性的效果比較明顯。
參考文獻:
[ 1 ] 蔡斯讓,郭寧,張瑞珠,等.丙烯酸酯接枝共聚改性聚 氨酯乳液的結構與性能[J].涂料工業,2002,(6):2- 14.
[ 2 ]劉錦,鄭朝暉,丁小斌,等.堿溶性三元無規共聚物的 表面活性[J].應用化學,2004,21(10): 1038-1041.
[ 3 ] 李延科,桑鴻勛,凌愛蓮.丙烯酸酯—聚氨酯改性乳 液的性能研究[J].中國膠粘劑,2001,10(6):1-10
相關信息 
推薦企業 推薦企業
推薦企業
您所在的位置：
