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水性聚氨酯(WPU)是上世纪50年代研发出来的一种新型聚合物,其特点是软硬度可调范围广、耐磨、耐水解、耐化学品、附着力好、可在较低的温度下固化成膜等。它的主链结构都是氨基甲酸酯(-NH-COO-)链段,水性聚氨酯最大的优势就是以水替代溶剂型聚氨酯中的有机溶剂作为分散介质,因此具有无毒、无污染、不燃、节能、安全等自身特点,同时也有溶剂型聚氨酯易操作、可改性、成膜温度低等特点。随着环保压力的日趋加大,水性聚氨酯代替溶剂型聚氨酯的趋势已成为不争的事实。水性聚氨酯虽然性能优异,但某些领域其应用还处于试验研发阶段,与溶剂型聚氨酯还有一定差距。本课题研究的内容主要是水性聚氨酯在合成革上的应用。目前在聚氨酯合成革方面制备高弹微孔膜只有溶剂型聚氨酯的湿法工艺,虽然也有用水性聚氨酯做成的微孔结构,但多见于机械发泡法,且也尚未大工业化生产。因此水性聚氨酯采用化学方法制的高弹微孔结构就是一个新课题,科研价值和实用价值都很大。本文采用丙酮法,首先制得水性聚氨酯。采用傅里叶红外扫描仪(FT-IR)对WPU进行表征,结果表明产物具有预期的化学结构;热重分析(TGA)对聚合物进行热稳定性表征;凝胶渗透色谱(GPC)对分子量进行分析;并对膜的固含量、模量(kg/cm2)、拉伸率(%)、抗张强度(kg/cm2)进行了测试。结果表明,制得的水性聚氨酯(WPU)有良好的热稳定性和分子量分布,软硬段之间存在着微相分离,膜的机械强度达到了合成革用水性聚氨酯的要求。用制得的WPU按照一定比例加入增稠剂、流平剂、木质粉等助剂,在乙酸酸浴的环境下,破乳成膜。将这种方式制得的膜与WPU自然烘干法做机械强度的对比;与溶剂型PU湿法工艺制备的膜做扫描电子显微镜(SEM)表征对比。结果表明:增稠剂和流平剂有助于酸浴时得到均匀、平整的膜;通过WPU酸浴破乳法、自然烘干法制备的膜进行机械性能比较,发现酸浴破乳法制备的膜足够薄时,能得到透明的膜,其机械性能与自然烘干法相差不大;若酸浴法制备的膜较厚或者添加木质粉,则为不透明的膜,其机械性能与自然烘干法有较大的差异。SEM表征显示WPU酸浴破乳法表面和截面都有很多的微孔结构,其中未加木质粉相对于添加了木质粉的其微孔结构更丰富;但无论哪一种,与溶剂型PU湿法相比较,微孔结构还相差比较明显。