水性聚氨酯在许多领域有广泛应用,但其耐水性、耐溶剂及力学性能与溶剂型聚氨酯相比尚有一些差距。近年来对聚氨酯改性的研究十分活跃。使用的改性用聚合物多为聚丙烯酸酯和聚硅氧烷,其中绝大部分研究皆用聚硅氧烷或聚丙烯酸酯对水性聚氨酯改性制备二元复合乳液。本项目首次将聚硅氧烷和丙烯酸酯同时用于水性聚氨酯的改性,制备兼具三者性能的新型三元复合材料。课题首先设计并制备一种双羟烷基封端的分子量可控的聚硅氧烷,与异氰酸酯反应后形成稳定的Si-C-O键,由此把聚硅氧烷接在聚氨酯上。此外,研究设计了具有双键和两个羟基的聚氨酯和丙烯酸酯的偶联剂。通过其羟基与异氰酸酯的反应,把可与丙烯酸酯单体聚合的双键引入聚氨酯中。由此制备了聚硅氧烷及聚丙烯酸酯改性聚氨酯三元复合乳液。通过各种手段对乳液的性能、由此获得的三元复合材料的性能进行了表征,结果表明本课题制备的三元复合乳液及其材料的性能都明显优于此前的二元改性聚氨酯材料。课题给出了对聚丙烯酸酯改性聚氨酯中二者产生化学键连的理论计算方法,总结了该三元复合材料结构和性能关系。本课题既具有重要的理论价值,亦具有很好的应用前景。
英文主题词Molecular design; Polysiloxanes; Acrylic polymers; Polyurethane modification; Structure and properties