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水性聚氨酯是以水为分散介质的二元胶体体系。与溶剂型聚氨酯相比,水性聚氨酯具有无毒、不易燃烧、无污染等优点。蛋白类涂饰剂通常为酪素、明胶及其改性产品。与树脂类涂饰剂相比,蛋白类涂饰剂具有来源广泛、绿色、无污染的优点。近年来,随着可持续性发展的需要,这两者越来越受到人们的重视。 本文选用甲苯二异氰酸酯(TDI),聚环氧丙烷二醇(PPG),1,4-丁二醇(BDO),酒石酸(TAC),三乙醇胺(TEA)等为原料合成聚氨酯水乳液,并在合成过程中添加胶原蛋白和甘油(Glycerol)进行改性,得到了稳定的改性产物。通过对产物的红外光谱分析,证明胶原蛋白与聚氨酯发生了化学改性;通过对乳液性能研究和DSC分析,证明所得到的改性产物综合性能较好,适合作为水性聚氨酯皮革涂饰剂使用。 本文进一步研究了在合成过程中,通过控制预聚温度,—NCO/—OH摩尔比、聚醚二元醇的分子量、扩链剂1,4—丁二醇用量、酒石酸用量、中和剂三乙醇胺用量、甘油用量和加入胶原蛋白的用量及胶原蛋白的分子量等对改性产物各项性能的影响。结果表明,随着预聚温度的升高,预聚速度加快,反应难以控制,预聚温度以60℃为宜;随着—NCO/—OH摩尔比的增加,乳液的粘度降低,聚氨酯膜的抗张强度和硬度增加,而断裂伸长率和吸水率降低;随着聚醚分子量的增加,聚氨酯膜的硬度、抗张强度和吸水率逐渐降低,而断裂伸长率逐渐升高;随着扩链剂BDO用量的增加,乳液的粒径增大,粘度减小,聚氨酯膜的抗张强度和硬度增加,而断裂伸长率和吸水率降低;随着TAC用量的增加,乳液粘度减小,聚氨酯膜的抗张强度和硬度减小,而断裂伸长率和吸水率增加;随着中和剂TEA加入量的增加,乳液粒径减小,粘度增加,膜的抗张强度、硬度和吸水率增加,而断裂伸长率降低;随着Glycerol用量的增加,聚氨酯膜的硬度和抗张强度先降低后增加再降低,断裂伸长率下降,吸水率先上升后降低,加入量大时吸水率又开始上升;随着胶原蛋白加入量的增加,产物的稳定性下降,膜的吸水率增加,透湿性能增加;随着小分子量胶原蛋白加入量的增加,膜的抗张强度先增大后减小,断裂伸长率增大,硬度减小;大分子量胶原蛋白的增加可适当提高聚氨酯膜的抗张强度和硬度,但减小了断裂伸长率。本文最终确定了具体的合成工艺,并将所得产品与国内外两种同类产品进行了比较,发现合成的产品性能在耐