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表1 不同多元醇對乳液及膠膜性能的影響

從表1可以看出,6種聚醚合成的WPU乳液穩(wěn)定性都比較好,但PPG類的成膜性能和耐水性能較PEG類好,PEG類聚醚主要是由環(huán)氧乙烷與水或乙二醇加成而制得,水溶性高,故成膜性和耐水性能皆不好,由于紡織品整理劑需要具有較好的耐水洗性,故采用PPG類聚醚多元醇形成的軟段較為適宜。

2.1.2 n(-NCO)/n(-OH)

控制n(-NCO)/n(-OH)是決定水性聚氨酯預(yù)聚體結(jié)構(gòu)的重要因素。一般水性聚氨酯大分子鏈結(jié)構(gòu)的硬段由異氰酸酯和親水性擴鏈劑組成,含有氨基甲酸酯基、取代脲等強極性基團,使水性聚氨酯具有剛性;聚醚或聚酯等多元醇構(gòu)成了分子鏈的軟段,使水性聚氨酯具有柔軟性和彈性.人們常根據(jù)不同的需求調(diào)整n（-NCO）/n(-OHl,可得到不同特性的水性聚氨酯。本文為獲得綜合性能較好的水性聚氨酯,在DMPA含量及其他條件不變的情況下,考察了n(- NCO)/n(-OH),對乳液及膠膜性能的影響,見表2。

表2 n(- NCO)/n(-OH)對乳液及膠膜性能的影響

由表2知,當n(-NCO)/n(-OH)較小時,成膜的拉伸強度較小,隨著以n(-NCO)/n(-OH)的增大,膜的拉伸強度增加,硬脆性提高。原因是隨著以n(-NCO)/n(-OH)的增大,決定膜強度的硬段比例增大,硬段中的剛性鏈節(jié)如氨基甲酸酯鍵含量增大,而相對柔性鏈節(jié)的含量降低,使膠膜的拉升強度上升,彈性下降,斷裂伸長率也下降。

從表2還可以看出,吸水率隨以看出，吸水率隨n(-NCO)/n(-OH)的增大而減小,因為鏈段中疏水性基團（如氨基甲酸酯鍵)含量隨著n(-NCO)/n(-OH)的增大而增大,從而吸水率降低而耐水性升高。

綜合膠膜力學(xué)性能和耐水性, n(-NCO)/n(-OH)控制在1.6~1.7為宜,本文選擇比值為1.67,此時既可賦予WPU膜高力學(xué)性能,同時又能保持較好的耐水性。

2.1.3 DMPA含量

陰離子水性聚氨酯采用DMPA為親水單體,具有成本低、含量少、反應(yīng)快等優(yōu)點,故本文選用DMPA作為親水單體。不同含量DMPA合成了不同的水性聚氨酯乳液,對乳液外觀及穩(wěn)定性的影響見表3。

表3 DMPA含量對乳液外觀及穩(wěn)定性的影響

從表3可知,當含量3.0%時,乳液呈乳白色,分散粒徑大,乳液1d后分層,沉淀物聚集.逐步加大DMPA的含量,乳液粒徑逐漸變小,粘度變小,穩(wěn)定性提高,體系透光率增大;超過6%,觀察到體系粘度變大,同時流動性變差,原因是隨著DMPA含量的加大,體系內(nèi)的親水性離子基團增多,極性基團使水分子結(jié)構(gòu)化,流動性變差.結(jié)合乳液的外觀和穩(wěn)定性,DMPA含量4.5%~5.5%為宜,本文選擇DMPA含量為4.5%。

2.2 中和反應(yīng)的影響因素

對于離子型水性聚氨酯,使用DMPA親水擴鏈劑制得的預(yù)聚體并不具有親水性,未被中和成鹽的基團親水性較弱,若直接在水中分散,則因親水性差而不易很好地分散,聚氨酯鏈上的羧基被堿中和以后,才能變成親水性良好的羧酸鹽基團(-COO-)。本試驗也選用三乙胺作為中和劑，定義中和度為三乙胺和二羥甲基丙酸中羧基量比的百分數(shù)。

2.2.1 中和度對水性聚氨酯乳液外觀及穩(wěn)定性影響

作為一種水性膠態(tài)體系,乳液的穩(wěn)定性非常重要。不同中和度對乳液外觀及穩(wěn)定性的影響見表4。