有机硅改性水性聚氨酯乳液：性能优化与应用前景

本研究论文于2005年11月发表在《安徽大学学报(自然科学版)》第29卷第6期，由张建安、吴明元、吴庆云和杨建军四位作者共同完成。标题为"有机硅改性水性聚氨酯乳液的研究"，主要探讨了通过化学反应制备水性聚氨酯预聚体并将其改性以引入有机硅成分的过程。研究的核心内容包括： 1. 作者首先通过甲苯二异氰酸酯(TDI)与聚醚多元醇反应生成聚氨酯预聚体，这是聚氨酯合成的基础步骤。 2. 接着，预聚体被加入到含有侧氨乙基氨丙基聚二甲基硅氧烷齐聚物的水乳液中，通过扩链改性，形成了一系列有机硅改性水性聚氨酯乳液。这种改性旨在提升乳液的性能，如耐水性和力学性能。 3. 使用红外光谱对改性后的产物进行结构表征，这是一种常用的技术手段，用来确认化学反应是否成功，并揭示产品的微观结构。 4. 研究的重点在于考察有机硅含量对最终胶膜性质的影响。结果发现，改性后的水性聚氨酯乳液具有良好的分散稳定性，膜质手感柔软，吸水性有所降低，这对提高产品在实际应用中的耐久性有积极作用。然而，对力学性能的影响相对较小，说明在保持良好性能的同时，仍维持了一定的强度。 5. 水性聚氨酯以其环保、节能等特点，最初主要用于纤维或皮革处理，但随着技术的发展，其应用领域扩展到了涂料、胶粘剂、织物处理剂和乳液聚合等多个行业。 6. 有机硅树脂因其优良的低表面能、耐水性、耐候性和透气性，被广泛用于聚氨酯的改性，以增强聚氨酯材料的综合性能。文中提到的两种有机硅引入方法，一是通过氨丙基三乙氧基硅烷制备交联型聚氨酯，另一是采用端基聚二甲基硅氧烷齐聚物制备阳离子型有机硅聚氨酯乳液，这些方法都显示出显著的优势。 7. 最后，作者强调了他们提出的合成方法——通过自制的侧氨乙基氨丙基聚二甲基硅氧烷乳液进行扩链改性，操作简便且具有工业化生产的潜力，这对于涂料、粘合剂和织物整理剂等行业具有很高的应用前景。 这篇论文详细介绍了有机硅改性水性聚氨酯乳液的研发过程，其目标是提升产品性能并扩大其在多个领域的应用，为可持续发展的环保材料提供了新的研究方向。