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水性聚氨酯的未來(lái)趨勢(shì)與存在的問題概述

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2019/7/16 瀏覽次數(shù)：

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水性聚氨酯的未來(lái)趨勢(shì)

如今，隨著環(huán)保政策要求越來(lái)越嚴(yán)格，對(duì)膠粘劑性能的環(huán)保要求必將越來(lái)越高，所以復(fù)合材料的綠色化、環(huán)保化必將越來(lái)越受到重視，對(duì)膠粘劑中減少VOC含量的需求也將愈加急迫。因此，以下提到的幾點(diǎn)必將成為水性聚氨酯未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。

（1）提高水性聚氨酯的粘接強(qiáng)度，尤其是初始粘接強(qiáng)度，縮小其與傳統(tǒng)溶劑型 PU 之間的差距。在合成水性聚氨酯的過(guò)程中要較少或完全不使用有機(jī)溶劑，從而真正地達(dá)到環(huán)保方面的要求，提高合成水性聚氨酯的固含量來(lái)減少運(yùn)輸和使用的成本。

（2）利用生物質(zhì)資源來(lái)改性水性聚氨酯，比如天然高分子化合物及天然松香樹脂等改性水性聚氨酯。天然高分子化合物主要有纖維素、淀粉等，尤其是纖維素作為一種可降解、可再生的生物質(zhì)資源，在航天和醫(yī)學(xué)方面等受到了極大的關(guān)注。近年來(lái)，如何更加充分、高效地利用纖維素已成為眾多科學(xué)家關(guān)注的焦點(diǎn)問題，因此用生物質(zhì)資源改性水性聚氨酯將成為未來(lái)改性水性聚氨酯的趨勢(shì)之一。

（3）采用功能性石墨烯材料作為改性劑來(lái)改性水性聚氨酯。由于石墨烯是只有單層原子的厚度、具有蜂窩特殊結(jié)構(gòu)的二維碳原子晶體，是目前世界上最薄的材料之一，因此石墨烯有望憑借其優(yōu)異的電學(xué)性能、熱學(xué)性能和力學(xué)性能，成為聚合物基復(fù)合材料的優(yōu)質(zhì)填料，賦予聚合物基復(fù)合材料優(yōu)異的性能，從而拓展其應(yīng)用領(lǐng)域。另外，采用石墨烯為填料來(lái)與水性聚氨酯進(jìn)行復(fù)合，不僅能賦予其較為優(yōu)良的力學(xué)性能及熱穩(wěn)定性，還可使其具有良好的導(dǎo)電性。

（4）近年來(lái)，超支化聚合物，尤其是具有三維結(jié)構(gòu)和大量端基特殊結(jié)構(gòu)的大分子聚合物，逐漸發(fā)展起來(lái)。由于超支化聚合物具有的特殊結(jié)構(gòu)，在聚合物的改性方面、藥物釋放方面及膠粘劑等領(lǐng)域中均具有廣泛的應(yīng)用前景。其中端羥基超支化聚合物與異氰酸酯的化學(xué)反應(yīng)活性較高，將其作為水性聚氨酯的改性劑，有望制得綜合性能優(yōu)異并且兼具超支化結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和水性聚氨酯優(yōu)點(diǎn)的改性水性聚氨酯材料。

水性聚氨酯膠粘劑存在的問題

（1）固含量較低：目前水性聚氨酯（WPU）的固含量能達(dá)到45% 體系較少，導(dǎo)致干燥和運(yùn)輸費(fèi)用成本高，而提高固含量導(dǎo)致體系黏度有所增大，造成乳化分散困難，乳液穩(wěn)定性降低。

（2）干燥固化速度慢：水的比熱容和蒸發(fā)潛熱高，所以水的揮發(fā)、干燥慢，從而導(dǎo)致膠粘劑的固化時(shí)間久，增加了能耗，導(dǎo)致生產(chǎn)效率降低。

（3）潤(rùn)濕性能較差：水的表面張力比普通溶劑大三倍，以水作為溶劑，對(duì)低能表面潤(rùn)濕能力較差。

（4）初黏性能較差：未改性水性聚氨酯膠粘劑相比改性后的初黏性差，對(duì)施工所產(chǎn)生的影響較大。

（5）耐水性能、耐熱性能較差：大多數(shù)水性聚氨酯膠粘劑為線型熱塑性，再加上其分子鏈上含有親水基團(tuán)，因此導(dǎo)致耐水性能和耐熱性能較差。

（6）貯存穩(wěn)定性較差：存儲(chǔ)穩(wěn)定性隨著水性聚氨酯膠粘劑體系固含量的增大及交聯(lián)度的增大而變差。

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