纳米结构和中空聚氨酯分散体

Nanostructured and hollow polyurethane dispersions

水性聚氨酯分散体由于具有高性能、容易施工和“绿色”特性而成为诸多应用中材料的首选。聚氨酯分散体的常规的制造工艺中粒子形态和结构不容易控制，因此使得其位置列于结构丙烯酸之后。而结构丙烯酸可以极为方便地采用单体连续或分段加成的方式进行制造。由于聚氨酯齐聚物不能在水相中扩散，因此水相法工艺不适宜于聚氨酯分散体的制造。这些障碍如何克服呢？本文中则描述一种新的方法，用于制造具有诸多结构形态的纳米结构聚氨酯粒子。该方法包括：首先分别制备两种具有不同亲水性的预聚物——疏水的核结构预聚物和亲水的壳结构预聚物，然后对这两种预聚物进行预混（这也是该方法的关键特征），然后进行分散。两种预聚物一经分散在水中，立即形成包含两种预聚物的杂化粒子。由于两种组份在同一粒子中，接下来的扩散则无需通过水相或共絮凝物来进行。令人惊讶的是，该混合物“记忆”着自己是由两种预聚物混合所得，因此在水中一经分散，两种粒子就立即相互扩散，亲水的组份扩散至水的界面，而疏水的组份扩散至粒子的内部。扩散及相分离作用结束，完整的核／壳结构就形成了。相互扩散、相分离和链延长促成了产物的形态。对这种神奇的“记忆”作用的原因进行了详细的探讨。