反应性聚氨酯微球的制备

【摘要】光固化技术因高效、节能、环保而得到越来越广泛的应用。传统的光固化技术存在的一些缺点,光固化配方一般使用过量光引发剂来对抗氧阻聚,较多残留光引发剂导致固化材料耐老化性降低和卫生安全隐患,甚至一些光引发剂还会光解释放醛类小分子,导致异味,因此可以通过无光引发剂体系来解决这个问题。无光引发剂体系中,单体或低聚物在适合的光波照射下自身就能发生聚合固化反应。将这种技术利用在聚氨酯绒毛粉体系中,不但解决光固化上述问题,而且改善了涂料的强度、视觉效果和触摸效果。将聚氨酯微球设计成具有反光活性。摒弃传统合成聚氨酯的方法,直接利用乙酰乙酸二乙二醇酯分别与两官能聚氨酯丙烯酸酯2FPUA、三官能聚氨酯丙烯酸酯3FPUA、六官能聚氨酯丙烯酸酯6FPUA进行迈克尔加成反应,合成具有光活性季碳中心的交联聚氨酯微球。微球可溶胀,当丙烯酸单体进入后,在紫外光辐照下,感光中心光解产生活性自由基,引发周围丙烯酸单体反应聚合,固化成为交联网络。本论文的研究内有主要包括以下三个部分：1.利用微波法设计并合成一种p-二羰基化合物,并以此作为合成聚氨酯微球的原料。经过1HNMR和LC-MS的共同表征,确定按照结构合成获得了二乙二醇二乙酰乙酸酯(DEDAA)。2.利用可逆加成-断裂链转移(RAFT)活性／可控自由基聚合制备出一种两亲性大分子RAFT乳化剂,使聚氨酯微球在石油醚中合成并均匀的分散。另外,制备一种大分子氨酯化Span-80乳化剂配合使用,观察微球的分散效果。实验结果表明,在非水乳液聚合过程中,两亲性大分子RAFT乳化剂无法使聚氨酯微球均匀分散；配合使用大分子氨酯化Span-80乳化剂,虽然乳化的效果有所改善,但是仍然无法使微球在石油醚中均匀的分散。3.利用传统的乳液聚合的方法制备感光性聚氨酯微球。分别利用三种不同官能度聚氨酯丙烯酸酯与DEDAA进行加成。运用SDBS、Span-80、OP-10等作为乳化剂,考察不同组合乳化剂比例对微球的分散情况、形貌的影响。当乳化剂添加量分别为40%、50%、60%时可使2FPUA合成的微球均匀的分散,微球粒径大约在60-100μm之间,离心干燥后微球呈粘稠状;当乳化剂添加量分别为50%、60%时可使3FPUA合成的微球均匀的分散,微球粒径大约在100-200μm之间,离心干燥后乳化剂添加量为60%的微球呈白色粉末状,手感柔软；而对6FPUA的迈克尔加成交联,无论乳化剂添加量多少,均无法使反应体系均匀分散。对微球的结构、形貌和溶胀性进行了测试。将干燥的微球放入丙烯酸中浸泡24h后,观察发现微球的溶胀比例大约为200%。将溶胀的微球在光照下2h后,对光照前后的微球进行了IR、TGA、DSC测试并且进行对比。通过对比可推断出,聚氨酯微球在光照下可自引发与丙烯酸单体聚合,交联形成网状结构。
【作者】王维思；
【导师】廖正福；
【作者基本信息】广东工业大学，高分子化学与物理，2014，硕士
【关键词】聚氨酯微球；自引发；迈克尔加成；RAFT聚合；

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