树形分子疏水改性聚氨酯缔合增稠剂的合成及在乳液中的流变行为

以不同烷氧基取代的Percec型苯甲醇树形分子作为封端剂,制备3种具有相同亲水链段但末端疏水尾链数不同的聚氨酯缔合增稠剂(HEURs):HEUR-1C10(单尾)、HEUR-2C10(双尾)和HEUR-3C10(三尾)。通过红外光谱和凝胶渗透色谱对HEURs的结构和相对分子质量进行了表征,并采用应力控制型流变仪研究了不同HEUR添加量的纯丙乳液的稳态及动态剪切行为。结果发现:二取代和三取代树形分子封端的HEUR-2C10和HEUR-3C10的增稠效果明显好于普通单疏水尾链封端的HEUR-1C10。这表明在亲水链段相同时,短而多的疏水链有利于增加有效网链密度,使得相邻胶束和乳液粒子之间产生更多的桥连,形成更强的疏水网络结构。本研究为新型高效聚氨酯增稠剂的制备与应用提供了有益的借鉴。

水性乳液/聚氨酯模型缔合增稠剂的触变性机理

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)与聚乙二醇(PEG,分子量为4000,6000和8000)为原料,以直链醇(C12,C14,C16和C18)为封端剂,合成了疏水改性乙氧基化氨基甲酸酯(HEUR),并将其应用于乳液增稠.采用核磁共振波谱(1H NMR)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)及凝胶渗透色谱(GPC)表征了HEUR的结构、分子量及其分布,研究了其在水性乳液中的流变行为.研究结果表明,当HEUR封端基团为C14,C16和C18,且质量分数增加到1.0%以上时,增稠的乳液(Latex/HEUR)的流变曲线出现触变环,为触变性流体.当HEUR亲疏水比值(R h)减小时,疏水性增强,触变环向低剪切速率(γ˙)方向移动,黏度下降率(Δη)增大;当HEUR用量增加时,触变环面积(S loop)也增大.这些触变性特点归因于HEUR在乳液中的缔合作用、氢键作用及链缠结.利用扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)对Latex/HEUR的聚集态和表面形貌进行了表征.结果表明,随着HEUR封端基团链长增加,Latex/HEUR颗粒粒径增大,表面变粗糙.