水性含氟硅聚氨酯乳液纳米SiO2复合乳液的研究(2)
1.4展望 4
1.5选题目的与意义 4
2实验部分 6
2.1实验原材料和药品 6
主要试剂 6
2.2实验用仪器设备 7
2.3水性含氟硅聚氨酯乳液/纳米SIO2复合乳液的合成 10
2.3.1实验原理 11
2.3.2实验步骤 11
2.4分析与测试 12
2.4.1 固含量的测定 12
2.4.2乳液外观 12
2.4.3粒径及其分布 12
2.4.4耐水性 12
2.4.5耐酸性 12
2.4.6耐碱性 13
2.4.12扫描电子显微镜SEM 13
2.4.15红外测试（FT-IR） 13
3结果与讨论 14
3.1水性聚氨酯/SIO2杂化材料的合成探索 14
3.2工艺因素的影响 14
3.2.1 TEOS 的用量确定以及加入方式 14
3.3 SEM 分析 15
3.4 傅立叶变换红外光谱(FTIR)分析 17
3.5水性含氟硅聚氨酯乳液的粒径分析 19
3.6固含量 20
3.6水性聚氨酯及杂化乳液的外观以及贮存稳定性 21
3.7耐水性及耐酸耐碱性 22
4结论 23
致谢 24
参考文献 25
1 绪论
水性聚氨酯(WPU)是指聚氨酯溶解于水或分散于水中而形成的一种聚氨酯体系，也有人称为水系聚氨酯或水基聚氨酯。1943年原西德的Schlack P在乳化剂和保护胶体的存在下，将二异氰酸酯在剧烈搅拌下乳化于水中并添加二胺，首次成功研制了水性聚氨酯。70年代工业化生产后，WPU发展迅速。
水性聚氨酯(WPU)以水为分散介质，既有溶剂型聚氨酯的耐低温、良好柔性、高粘结强度等优良性能，又有气小、无毒、不燃、不污染环境、节能、安全、成膜透气性好等优点，可广泛用于轻纺、印染、皮革加工、涂料、胶粘剂和造纸等行业。近年来，由于部分溶剂价格上涨，以及随着人们环保意识的增强和环保法规的完善，挥发性有机化合物(VOC)的排放越来越受到限制，水性聚氨酯进入了世界性的研究开发阶段，今后将逐步代替溶剂型聚氨酯已成为发展的必然趋势。
水性聚氨酯一般通过在聚氨酯主链或侧链上引入亲水性链段，借助强烈机械搅拌分散在水中。然而，水性聚氨酯的亲水链段的引入会导致乳胶膜具有较高的表面自由能，在提高聚氨酯水分散性的同时也降低了材料的耐水、拒油性能。因此，通常在聚氨酯结构中嵌入强疏水性链段，如有机硅、有机氟等以提高水性聚氨酯的综合性能。
1.1 含氟水性聚氨酯
由于氟原子具有半径小和电负性强的特点, 此外碳氟键的键能很高，高达485.6kJ/mol，使得氟材料 具有极好的耐化学性、耐热性和耐氧化性等优点。同时由于有机氟还具有表面自由能低，空气和聚合物界面间的分子作用力小，分子间凝聚力低等特点，所以很难被液体（或固体）浸润(或粘着)，而且表面的摩擦系数较低，因此可以使含氟材料具有优异的耐油性、耐水性以及耐粘污性等优点。因此，在水基高分子材料的聚合物的主链中引入有机氟，这样在保留了原有的水性聚合物材料的良好性能的基础上，还赋予了乳胶膜优良的耐热性、耐水性、抗沾污性及耐油性等特点，实现了对传统水基高分子材料表面进行改性的目的。目前用有机氟对水性聚氨酯进行改性的方法主要有以下三种:一是在水性高分子乳液中直接加入各种含氟助剂；二是通过共聚的方法将含氟单体接到水性高分子聚合物的主链中；三是把含氟乳液直接混合到水性聚合物的材料中。在聚氨酯主链中引入氟元素合成出含氟的聚氨酯（F-PU），使氟聚氨酯获得了优良的低表面能、柔韧性、耐紫外线和核辐射性、高耐候性、良好的耐磨性、抗张强度以及高电阻率等很多优异的性能[1-4]。
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