聚氨酯是氨基甲酸酯的简称,具有良好的耐磨、耐水、耐溶剂和弹性较好等优点。而水性聚氨酯是指在聚氨酯的主链上或者侧链上引入亲水基团,或者采用加入乳化剂的方法获得具有较好分散性的聚氨酯。水性聚氨酯相比于传统溶剂型聚氨酯具有无毒、不污染环境的优点。本文主要围绕水性聚氨酯软段链结构对水性聚氨酯性能的影响,合成了不同聚酯型水性聚氨酯,并探讨不同聚酯结构、聚酯分子量以及不同己二酸系类聚酯二元醇对水性聚氨酯性能的影响。对样品的乳液稳定性、乳液粒径、胶膜力学性能、胶膜耐热性能及剥离强度等进行了研究。(1) 不同结构型聚酯二元醇对水性聚氨酯性能的影响采用了分子量均为2000的聚碳酸酯二元醇(PCDL)、二聚酸聚酯二元醇(PDFA)、邻苯二甲酸聚酯二元醇(PPA)、聚己二酸-1,4-丁二醇酯二元醇(PBA)、聚己内酯二元醇(PCL)、异氟尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二羟甲基丙酸(DMPA)、以及一缩二乙二醇(DEG)为主要原料合成了一系列水性聚氨酯样品。通过乳液稳定性、乳液粒径、热重分析、力学性能测试、T-剥离强度测试等测试方法研究了不同结构型聚酯多元醇对水性聚氨酯性能的影响。通过研究,胶膜的24h吸水率表明PDFA-PU及PCDL-PU的耐水性能较优,且乳液粒径较小,乳液稳定性及外观较好。胶膜热重分析说明PCDL-PU的耐热性能最好,PCL-PU耐热性能较差。力学强度测试表明,PCDL-PU具有最好的力学性能,拉伸强度达到49.78MPa,而PPA-PU的力学性能较差,胶膜较软。在T-剥离强度中,结晶性最好的PBA-PU具有24.5N/cm的最大剥离强度。(2)不同分子量型软段对水性聚氨酯性能的影响采用不同分子量的PBA(600、1000、2000、3000、4000)、异氟尔酮二异氰酸酯、二羟甲基丙酸(DMPA)、一缩二乙二醇(DEG)为主要原料合成了一系列水性聚氨酯。分别采用了红外、粒径分析仪、热重分析、DSC分析、拉力机、T-剥离强度测试等对上述合成的一系列水性聚氨酯的结构、粒径分布、耐热性能、结晶度、剥离强度等性能进行研究及探讨。通过乳液稳定性测试及粒径分布测试可知,该系列水性聚氨酯的稳定性较好,固含量变化不明显,而胶膜的耐水性测试表明随着软段分子量的增加耐水性能提高,TG测试结果表明该系列聚氨酯胶膜的耐热性随着软段分子量的增加而逐渐下降,DSC测试表明随着软段分子量的增加胶膜的结晶性增加得比较明显。通过力学性能测试可知,在分子量为4000时胶膜的拉伸强度达到最大的28.5MPa,而断裂伸长率最大值282.5%时软段分子量为1000。不同软段的T-剥离强度可以看出,随着分子量的增加剥离强度逐渐增加。(3)不同己二酸型聚酯二元醇水性聚氨酯的性能研究主要采用了聚己二酸乙二醇酯二元醇(PEA)、聚己二酸1,4-丁二醇酯二元醇(PBA)、聚己二酸1,6-己二醇酯二元醇(PHA)、聚己二酸新戊二醇酯二醇(PNA)、聚己二酸三甲基戊二醇二元醇(PTPDA)等为主要原料合成了一系列水性聚氨酯,分别采用了红外光谱分析,乳液粒径测试仪、DSC分析、拉力机测试、T-剥离强度测试等一系列方法对上述合成的一系列水性聚氨酯进行了性能上的研究及探讨。研究结构表明各个水性聚氨酯都得到了稳定的乳液,直链结构的聚酯型水性聚氨酯具有较好的强度和剥离强度,且随着链长度的增加而增大。带支链结构的聚酯二元醇力学强度较低,但具有很大的断裂伸长率。T-剥离强度显示,具有结晶性的直链型聚酯二元醇具有较好的剥离强度,随着链长度的增加而上升,而在在混合型软段中,在PTPDA与PBA比例为1：2时具有较好的拉伸强度及剥离强度。