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交联剂种类对水性聚氨酯胶膜吸水率分析

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2022/4/21 浏览次数：

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如图是TMP、季戊四醇、蓖麻油和聚醚N330交联改性的水性聚氨酯胶膜吸水率及48小时浸泡现象。从下图可以看出,TMP、蓖麻油和聚醚N330交联改性的水性聚氨酯胶膜吸水率较未交联前有所下降,耐水性能提高。这可能是因为未交联的线型水性聚氨酯乳液成膜后,大分子链的运动能力较强,大分子间的结构较为疏松,水分子容易进入胶膜内部,并且在大分子链间渗透、扩散,因而使水性聚氨酯胶膜具有较高的吸水率;而交联剂的加入使得水性聚氨酯分子链形成了交联网状结构,预聚物由线形分子结构变为体形交联结构,大分子链彼此间的联系更加紧密,分子链之间不容易滑动,冻结了亲水基团,水分子不易渗透进胶膜内部,同样,内部的小分子也不易由内向外渗透到水相中;并且交联型水性聚氨酯分散体在成膜过程中,粒子堆积密度增加,分子链堆积的紧密程度增加,形成的亲水微区较小,被交联区域封闭,减少了水分子扩散通道,从而使水性聚氨酯胶膜吸水率降低。

而季戊四醇交联改性的水性聚氨酯胶膜吸水率较未交联前有所上升,耐水性能降低。这可能是因为季戊四醇是四羟基化合物,水性聚氨酯结构交联密度过大,破坏了硬段结晶,分子链规整性大大降低,分子链堆积的紧密程度较低,水分子反而比较容易渗透进去,使得水性聚氨酯胶膜吸水率增加。实验表明交联程度过大,影响分子之间的相互作用,不利于水性聚氨酯耐水性能的提高。

实验表明,TMP交联改性的水性聚氨酯胶膜的耐水性能好,聚醚N330和蓖麻油交联改性的水性聚氨酯胶膜的耐水性能也较好,而季戊四醇交联改性的水性聚氨酯胶膜耐水性能差。这可能是因为不同种类的交联剂形成的交联网络结构不同,聚醚N330和蓖麻油形成的交联结构处于水性聚氨酯大分子链的软段中,而TMP形成的交联结构处于水性聚氨酯的硬段中,能更好地保护二羟甲基丙酸的亲水性链节,能更好地防止水分子的侵入,水分子更难以渗透到胶膜内部,所以TMP交联改性的水性聚氨酯胶膜耐水性更好。其中,蓖麻油交联改性的水性聚氨酯胶膜的耐水性能较聚醚N330的略高,蓖麻油本身结构中的非极性长链脂肪酸链赋予了聚氨酯胶膜良好的疏水性,同时赋予胶膜良好的柔软性和耐曲折性。聚醚N330和蓖麻油作交联剂时,胶膜手感较好。

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