聚氨酯-聚甲基丙烯酸丁酯共聚体水分散体的制备及性能研究

研究了聚氨酯-聚甲基丙烯酸丁酯共聚体水分散体(PUBMA)的制备及其性能.首先采用电子转移再生催化剂原子转移自由基聚合(ARGET ATRP),以α-溴代异丁酸羟丁酯为引发剂,溴化铜(Cu Br2)为催化剂,五甲基二乙烯三胺(PMDETA)为配体,辛酸亚锡(Sn(EH)2)为还原剂,制备了端羟基聚甲基丙烯酸丁酯(PBMA-OH).其次以聚醚二元醇(N220)、聚醚三元醇(N330)、PBMA-OH、甲苯-2,4-二异氰酸酯(TDI)、二羟甲基丙酸(DMPA)为原料,制备聚氨酯-聚甲基丙烯酸丁酯共聚体水分散体(PUBMA).研究了PBMA-OH含量对PUBMA水分散体及其薄膜性能的影响.结果表明成功制备了聚氨酯-聚甲基丙烯酸丁酯共聚体水分散体.随着PBMA-OH含量的增加,乳液粒径增大,分布变宽;力学性能和耐水性测试表明其薄膜的拉伸强度增大,从6 MPa增强至8 MPa,断裂伸长率降低,由1500%降至800%,耐水性变好.通过原子力显微镜(AFM)和动态热机械分析(DMA)测试说明PUBMA呈现两相分离形态,并且随着PBMA-OH的含量增加,PUBMA的玻璃化转变温度升高.

多臂聚丙烯酸丁酯-b-聚甲基丙烯酸甲酯嵌段共聚物的合成及性能研究

采用电子转移再生催化剂原子转移自由基聚合(ARGET ATRP)制备了端羟基聚丙烯酸丁酯-b-聚甲基丙烯酸甲酯嵌段共聚物(HO-PBA-b-PMMA),在此基础上,与六亚甲基二异氰酸酯三聚体(N3390)反应,合成了多臂聚丙烯酸丁酯-b-聚甲基丙烯酸甲酯嵌段共聚物.通过凝胶渗透色谱(GPC)、核磁共振仪(1H-NMR)、傅里叶变换红外光谱计(FTIR)对聚合物的结构进行了表征,利用原子力显微镜(AFM)观察了其形貌,采用动态热机械分析仪(DMA)和万能拉伸机研究了聚合物的热性能、力学性能及多臂嵌段共聚物对PMMA的增韧性能.结果表明:成功制备了端羟基聚丙烯酸丁酯-b-聚甲基丙烯酸甲酯,以及多臂聚丙烯酸丁酯-b-聚甲基丙烯酸甲酯嵌段共聚物.在异氰酸酯基/羟基(NCO/OH)摩尔比为1.2/1时,制得的多臂嵌段共聚物相对分子质量最大,Mark-Houwink参数α值最小,表明此时三臂嵌段共聚物最多.多臂嵌段聚合物的拉伸强度和断裂伸长率比线型聚合物均有明显提高,且在NCO/OH摩尔比为1.2/1时达到最大,分别为7.6 MPa和73%.多臂嵌段聚合物具有更高的玻璃化转变温度(Tg).通过原子力显微镜(AFM)表明,多臂聚丙烯酸丁酯-b-聚甲基丙烯酸甲酯嵌段共聚物形成了以聚丙烯酸丁酯链段为核,聚甲基丙烯酸甲酯为壳的核壳结构.具有核壳结构的多臂聚丙烯酸丁酯-b-聚甲基丙烯酸甲酯嵌段共聚物对聚甲基丙烯酸甲酯有明显的增韧作用.