專家找到水性聚氨酯的設(shè)計(jì)合成新思路
近日，江漢大學(xué)教授萬(wàn)曉波團(tuán)隊(duì)在揭示電荷聚集對(duì)水性聚氨酯性能影響的研究中取得重要進(jìn)展，相關(guān)研究成果以《具有帶有多個(gè)磺酸鹽基團(tuán)的新型擴(kuò)鏈劑的水性聚氨酯》為題發(fā)表在國(guó)際期刊《化學(xué)工程學(xué)報(bào)》上。
相關(guān)理論示意圖。受訪單位供圖
環(huán)境友好的綠色工業(yè)是當(dāng)前工業(yè)發(fā)展的主流方向，其中賦予材料水性化是實(shí)現(xiàn)綠色工業(yè)的必然選擇。聚氨酯因力學(xué)性能優(yōu)異、生物相容性好、性能可調(diào)范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，在光電材料、生物醫(yī)用材料等領(lǐng)域已得到廣泛應(yīng)用。為更好賦予聚氨酯水性化特性，該研究創(chuàng)新性提出以離子聚集的手段來(lái)平衡聚氨酯的乳化性能和耐水性能的策略。
研究從磺酸鹽型親水?dāng)U鏈劑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出發(fā)，合成了一類新型的含有多個(gè)磺酸離子基團(tuán)的擴(kuò)鏈劑，利用離子基團(tuán)數(shù)量的增加來(lái)增強(qiáng)擴(kuò)鏈劑的離子強(qiáng)度。
研究人員介紹，這種具有更高離子強(qiáng)度的擴(kuò)鏈劑能實(shí)現(xiàn)聚氨酯分子鏈上離子電荷數(shù)量的局部聚集，能保證在更低擴(kuò)鏈劑用量的條件下維持聚氨酯乳液中膠束表面的高電位，有助于水性聚氨酯的乳化穩(wěn)定性等性能的提升；而減少離子型擴(kuò)鏈劑用量又能有效降低水性聚氨酯中親水鏈段的比例，從而有效改善了聚氨酯的耐水性。在最優(yōu)情況下，僅需1.2 mol%的離子型擴(kuò)鏈劑即可獲得穩(wěn)定的水性聚氨酯乳液。該研究工作為水性聚氨酯的設(shè)計(jì)合成提供了新思路。
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