UV固化的水性含氟聚氨酯的制备与表征
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上海市科促会/教育基金会联盟计划(LM201874,LM201626);企业领军型创新人才引进培育项目(CQ20163009),上海科技创新行动计划(15520503400);上海应用技术大学重点学科“复合材料”资助(10210Q140001)


Design and Properties of UV-Curable Waterborne Polyurethane Reinforced by a Short-Segment Fluorinated Chain Extender
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    摘要:

    合成了一种含短氟碳链的扩链剂(HFIP-IPDI-TMP),并将其应用于水性光固化体系,制备了UV固化水性含氟聚氨酯(UV-WFPU)乳液。利用红外光谱和核磁共振氢谱对HFIP-IPDI-TMP的结构进行了表征,研究了氟含量对UV-WFPU乳液粒径、乳液的力学稳定性及乳胶膜的动态力学性能、水接触角、表面形貌和力学性能的影响。结果表明,HFIP-IPDI-TMP的引入有效提高了UV-WFPU膜的疏水性和拉伸强度,氟元素的引入提高了UV-WFPU膜表面的粗糙程度。随着HFIP-IPDI-TMP用量的提高,乳液粒径、玻璃化转变温度和tanδmax逐渐增大,断裂伸长率下降。当有机氟含氟量为3.5%时,UV-WFPU3的疏水性能最佳,胶膜的水接触角为96°,此时的乳液粒径为52.3 nm,固化物的拉伸强度为12.31 MPa,断裂伸长率为213%。

    Abstract:

    A short-segment fluorinated chain extender (HFIP-IPDI-TMP) was synthesized and applied to an aqueous UV-curing system to prepare a UV-curable waterborne fluorinated polyurethane (UV-WFPU) emulsion. The structure of HFIP-IPDI-TMP was characterized by FT-IR and 1H-NMR. The effect of the fluorine chain extender on the emulsion particle size, mechanical stability of the emulsion, dynamic mechanical properties, water contact angle, surface morphology and mechanical properties were investigated. The results show that the emergence of HFIP-IPDI-TMP effectively improves the hydrophobicity and surface roughness of UV-WFPU films. Due to the increase of HFIP-IPDI-TMP content, the emulsion particle size, glass transition temperature and damping factor are gradually increased, and the elongation at break is decreased. When the fluorine content of organic fluorine is 3.5%, the UV-WFPU3 has the best hydrophobic property, and the water contact angle of the film is 96°, the particle size of the emulsion is 52.3 nm, and the tensile strength of the cured product is 12.31 MPa, and the elongation at break is 213%.

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    引证文献
引用本文

单昌礼,张英强,娄静洁,徐 微. UV固化的水性含氟聚氨酯的制备与表征[J].高分子材料科学与工程,2020,36(3):45-51.

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