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聚氨酯缔合增稠剂(HEUR)作为一类新型的环境友好型增稠剂,得益于其独特的增稠机理,在提升体系粘度的同时还可明显改善涂料的施工性能和成膜性能,已被广泛应用于各种涂料及水性配方领域。如何对增稠剂的结构和性能进行优化是其开发工作的一大热点。本文从增稠剂自身结构出发,探讨末端疏水尾链数目和长度对增稠剂在溶液中的聚集行为和流变学行为的影响,进一步研究与增稠效果之间的关系,具体结果如下:以聚乙二醇、异佛尔酮二异氰酸酯为原料,以含不同烷基链数的树形分子作为封端剂,在异氰酸酯过量[n(-OH):n(-NCO):n(Cn H2n+1OArCH2OH)=1:2:2]的前提下,优化反应条件,通过溶液聚合制备了三种含不同疏水尾链的聚氨酯缔合增稠剂:HEUR-3C8、HEUR-2C12、HEUR-C24,并通过红外光谱(FT-IR)、凝胶渗透色谱(GPC)对产物的结构和分子量、分子量分布进行了表征,利用核磁共振氢谱(1H-NMR)计算了封端率。采用表面张力法、荧光光谱、动态光散射等方法对增稠剂溶液的临界胶束浓度(CMC)、胶束聚集数(N)、粒子尺寸等参数进行了表征,研究了三种增稠剂在溶液中的聚集行为,结果表明其疏水结构对胶束的形成和尺寸有显著影响,含多个疏水链的HEUR-3C8拥有更低的临界胶束浓度和更少的聚集数,胶束尺寸也更小。采用应力控制流变仪对三种增稠剂分别在水溶液、乳液中的稳态剪切行为和动态剪切行为进行了测试,并探讨了温度对流变行为的影响。稳态剪切测试表明HEUR-3C8在低剪切速率下呈现牛顿流体行为,在高剪切速率下呈现剪切变稀行为;HEUR-2C12和HEUR-C24在整个剪切速率范围内都呈现剪切变稀。动态剪切测试表明HEUR-3C8呈现粘弹性,而HEUR-2C12和HEUR-C24表现为完全弹性体。随着温度的升高,HEUR-3C8粘度迅速下降,且伴随着剪切增稠现象出现,而HEUR-C24变化不大,证明疏水尾链数越多,其缔合作用受温度影响越显著。在乳液中的测试结果表明,形成完善缔合网络所需的HEUR加入量随着末端疏水链链长的增加而降低:HEUR-C24(0.6wt%),HEUR-2C12(0.4 wt%),HEUR-3C8(0.2 wt%),表明疏水链数目是影响HEUR乳液增稠效果的重要因素。