水性聚氨酯的合成.ppt

水性聚氨酯的合成

3.1.7中和度及乳液PH值的影响将聚合物链上的NR3用酸中和时，所加入酸的量占完全中和聚合物上氨基所需酸量的百分比称为中和度。由表4可以看出，随着中和度的增长，聚氨酯乳液的外观由乳白不透明（中和度为60%）变为无色透明乳液（中和度为100%），这是由于随着中和度的增大，乳液的亲水性增加，乳液粒径变小，乳液外观变透明。所以较为适宜的中和度是95%-100%，即当PH值在6-7之间时乳液外观最透明。编号中和度PH值乳液外观1未中和8淡白色290%7.5淡白色395%7无色透明4100%6无色透明5105%5淡黄色表4中和度及乳液PH值对乳液外观的影响第31页,共42页，星期六，2024年，5月水性聚氨酯的合成

3.1.8温度的选择(一)初聚过程在温度一定的情况下，反应速度和NCO，OH基团的浓度有关。初聚过程NCO基团和OH基团的浓度都很大，造成反应速度较大。此外，MDI的两个NCO基团之间互相产生诱导效应，促使其反应活性增加。所以聚合初期的反应温度不宜过高，以防反应过于激烈，造成后期乳化困难。一般控制在60℃。初聚时控制在不同反应温度下的反应情况如表5所示。第32页,共42页，星期六，2024年，5月初聚反应温度/℃体系粘度变化乳化情况50-60粘度变化平缓乳化较易，得到无色透明乳液60-70反应2h后，粘度过大，需加入丙酮调节乳化前需加入大量丙酮，且要高速搅拌70-80反应2h后出现爬杆现象不能乳化注：爬杆现象----聚合物沿搅拌器上升并粘结在搅拌器上表5初聚时不同反应温度的影响情况表5说明，在初聚过程中，温度过高时，易使反应过于激烈，粘度增长加快，即副反应的程度增大，反应不够平稳，乳化效果差;温度较低时，对最终效果影响大，但反应时间延长。故在初聚过程中，应将温度控制在(55-60)℃。第33页,共42页，星期六，2024年，5月（二）中期合成温度中期合成温度是反应发生40min后，即初聚过程后的中期反应阶段的反应温度。通过正交实验可知，温度应该控制在65℃左右。因为过高的温度下，聚合物分子中-N-H上的H也会与NCO发生反应，因此控制合适的温度，既能保证OH与NCO正反应的进行，又可抑制副反应的发生。（三）后期温度后期温度一般指反应最后三十分钟的温度，由于大部分NCO已被OH反应，NCO浓度很低，升高温度，将不会发生-N-H与NCO的副反应，故升温提高了NCO的反应活性，将有助于与OH的充分反映，以消耗最后的剩余NCO基团。（四）乳化温度乳化过程的温度控制也是影响产品制备效果的主要因素之一。通过反复实验及相关资料显示，温度的高低对乳化效果会产生很大的影响，在乳液的热稳定性中我们已经讨论过，故温度一般控制在60℃以下或者室温进行。第34页,共42页，星期六，2024年，5月水性聚氨酯的合成

3.1.9丙酮用量对反应时间的影响丙酮的作用：由于反应体系是放热反应，故随着-NCO与-OH反应进程的进行，体系温度越来越高，聚合物分子量逐渐增大，体系的粘度越来越大，越来越不利于反应的正常进行，故加入少量丙酮可以溶解反应物与产物，降低体系的粘度。第35页,共42页，星期六，2024年，5月图1丙酮用量与反应时间图由图1可以看出，随着丙酮用量的增加，反应时间逐渐增长，这是因为丙酮的加入使反应物-NCO与-OH的浓度减小，反应体系的空间增大，从而使-NCO与-OH在空间的碰撞次数减少，最终延长反应时间。但考虑到反应体系在不加丙酮或只加少量丙酮的条件下，体系粘度太大而不利于反应的顺利进行，故一般采用丙酮加入量在100ML，并采取冷凝回流的方法以减少丙酮的消耗量和对环境的污染。第36页,共42页，星期六，2024年，5月水性聚氨酯的合成

3.2阴离子水性聚氨酯3.2.1NaOH用量对乳化的影响NAOH作为成盐剂中和羧基成盐。NAOH的用量直接影响着聚合物的水溶性，在我们所了解的无机化学中酸、碱、盐的水溶性知识，一般在水中的溶解性，盐酸碱第37页,共42页，星期六，2024年，5月NAOH/COOH0:11:11:2乳液酸碱性酸中性碱性乳化特征淡白色不分层无色透明，不分层乳白色，不分层表10NAOH用量对乳化的影响由上表10。可以看到，当NAOH与COOH比正好中和时，乳液形成盐溶液，PH接近7，此时的乳液最为透明，乳液外观最理想，而无论是-COOH过量或者是碱过量都会影响乳液的乳化效果，因此阴离子水性聚氨酯乳化能力:盐酸碱，在实验中采