聚酯多元醇王学川;张哲;郭子东;王娜;强涛涛
【摘 要】以异佛尔酮而异氰酸酯、含磺酸基的聚酯二元醇、聚己二酸丁二醇酯二醇、1,4-丁二醇为原料,以叔胺型扩链剂为亲水扩链剂,将含有阴离子磺酸基的水溶性聚酯多元醇引入到阳离子性的水性聚氨酯分子结构中,制备出含有阴、阳两性离子型聚氨酯。利用红外光谱、透射电子显微镜、激光粒度分析仪、原子力显微镜、扫描电子显微镜和乳液电位分析等手段对两性离子乳液进行了分析表征,结果发现两性离子水性聚氨酯在不同 pH 值环境下具有不同的电离状态,乳液在酸性条件下,zeta电位为50．4 mV,呈现阳离子性,乳液在碱性条件下,zeta电位为－48．3 mV,乳液显示为阴离子性,说明水性聚氨酯具有阴、阳两性特征。因此两性离子型水性聚氨酯较单一离子特性的水性聚氨酯在烘干过程中更容易产生胶粒与胶粒间作用力,能够表现出更大初粘性,更适合制备水性聚氨酯粘合剂。%With isophorone isocyanate,containing sulfonic group of polyester glycol,polyethylene adipic acid butyl glycol ether glycol,1 ,4-butanediol as raw materials,to tertiary amine type chain extension agent for the hydrophilic chain extender,water-soluble polyester polyols containing a anionic sulfonic group was intro 发光模组duced into the cationic waterborne polyurethane molecular structure,contains Yin and Yang amphoteric ionic polyure-thane was prepared.By infrared spectroscopy,transmission electron microscope,laser particle size analyzer, atomic force microscopy,scanning electron microscopy and emulsion potential analysis method analyses the zwitterionic emulsion characterization,it is found that amphoteric ion waterborne polyurethane under different pH environment with different state of ionization,emulsion under acid condition,zeta potential of 50.4 mV, rendering,cationic emulsion in alkaline conditions,zeta potential of 48.3 mV,emulsion exhibits for the anion, that between Yin and Yang characteristics of waterborne polyurethane.Therefore,the aqueous polyurethane waterborne polyurethane amphoteric properties than a single ion in the drying process more prone force between particles and particles,can show greater tack and more suitable for the preparation of aqueous polyurethane ad-hesives.
【期刊名称】《功能材料》
【年(卷),期】2016(047)004
组挂网【总页数】6页(P4040-4044,4049)
【关键词】两性离子型;水性聚氨酯;分析;表征
【作 者】王学川;张哲;郭子东;王娜;强涛涛
【作者单位】陕西科技大学 轻化工助剂化学与技术教育部重点实验室，西安 710021; 陕西农产品加工技术研究院，西安 710021;陕西科技大学 轻化工助剂化学与技术教育部重点实验室，西安 710021;陕西科技大学 轻化工助剂化学与技术教育部重点实验室，西安 710021;陕西科技大学 轻化工助剂化学与技术教育部重点实验室，西安 710021;陕西科技大学 轻化工助剂化学与技术教育部重点实验室，西安 710021; 陕西农产品加工技术研究院，西安 710021
【正文语种】中 文
sky angel vol.99【中图分类】TQ323.8
目前水性聚氨酯大多都是单一阴离子型或阳离子型水乳液[1-3]，这些水性聚氨酯分散体系
焊割气
在使用中具有较大的局限性。因此许多研究工作者们开始了对两性离子型和非离子型水性聚氨酯的研发[4-11]，以扩大其使用范围。两性离子聚合物是一类含有两性离子基团或阴、阳离子端基混合物的聚合物，这种聚合物材料大体可分为两类，一为甜菜碱聚合物，这类聚合物的正负电荷分布在同一单体上，主要有以下3类：磷酸盐甜菜碱(PB)、磺酸盐甜菜碱(SB)和羧酸盐甜菜碱(CB)；二为正负电荷1∶1的分布在两个不同单体上的两性聚电解质，例如带有混合电荷的化合物—N+(CH3)3和—SO3—/COO—以及中性氨基酸(谷氨酸，天冬氨酸，赖氨酸和精氨酸)。由于所有的蛋白质都含有任意分布的残余正负电荷，因此容易吸附在带有正或负电荷的材料表面。两性聚合物的研究十分活跃。因它具有优良的综合性能，结构和性能易于通过改变配方调节，是两性聚合物研究中的热点[12-16]。
本文研究思路是基于两性聚合物对带有正负电荷材料都具有良好附着能力的原理，采用含有磺酸基的水溶性聚酯多醇、聚己二酸丁二醇酯二醇以及N-甲基二乙醇胺、丁二醇等为原料，制备一种含阴、阳两性离子水性聚氨酯乳液，通过向水性聚氨酯分子主链上引入阴阳两性基团，以提高聚氨酯分子间内聚力、附着力，改善水性聚氨酯粘结牢度和初粘性。
异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)：分析纯，德国拜耳公司；水溶性聚酯二元醇BY3301(Mn=2000)
：工业级，北京佰源化工有限公司；聚己二酸丁二醇酯二醇CMA-44(Mn=2000)：工业级，华大化学集团；二羟甲基丙酸(DMPA)：分析纯，阿拉丁试剂公司；二丁基二月桂酸锡(DBTDL)：分析纯，上海青析化工科技有限公司；1,4-丁二醇、乙二醇、三乙胺(TEA)、N-甲基-2-吡咯烷酮、二正丁胺、丙酮：分析纯，广州市科密欧化学试剂有限公司。
山药去皮机ZEN3690粒度及zeta电位分析仪，英国马尔文公司；VERTE70傅里叶变换红外光谱，德国BRUKER公司；Hitachi H-600型透射式电子显微镜； Hitachi S-4800 型扫描电镜。
在装有机械搅拌、温度控制仪的反应釜中首先加入聚己二酸丁二醇酯二醇(CMA-44)：23.5 g和含磺酸基的聚酯二醇(BY3301)：81 g，开动搅拌，在100～110 ℃真空脱水2 h，降温至60 ℃，加入35.5 g的异氟尔酮二异氰酸酯(IPDI)和叔胺型亲水扩链剂N-甲基二乙醇胺(MDEA)10.35 g，加热升温至80～85 ℃，加入催化剂二丁基二月桂酸锡(DBTDL)保温反应3 h，再加入1.92 g 1.4-丁二醇(BDO)和4.5 g N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)，反应2～3 h至反应完全即—NCO%达到理论值(用二正丁胺滴定法测定—NCO含量)，停止反应降温，降温过程中加入丙酮稀释，降温至40～50 ℃加入冰乙酸5.2 g搅拌均匀，快速搅拌分散于(330 g)计量的水中形成均匀乳液，然后用旋转蒸发仪减压蒸馏脱除丙酮，成功制备了两性离子型水性聚氨酯分散体。
先用旋转蒸发仪将样品中的溶剂除去，然后在70 ℃下真空干燥6 h，采用涂膜法测试。
将制备的水性聚氨酯乳液固含量稀释至10%，取一滴样品进行染和复染，用透射电镜进行观察。
本文采用日本精工SPA400-SPI30N 原子力探针显微镜(AFM)观察聚氨酯材料的表面形貌，测试温度25 ℃，扫描速率1 Hz，观察范围2 μm×2 μm。
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