聚氨酯具有耐磨、耐化學(xué)藥品、柔韌性好及粘合強度大等性能特點，因而廣泛用作涂料、彈性體、粘劑等，但目前主要以溶劑型方式應(yīng)用。有機溶劑及殘留異氰酸酯均有毒、易燃，嚴重污染環(huán)境。隨著各環(huán)保法規(guī)的確立和環(huán)保意識的增強，溶劑型聚氨酯體系中揮發(fā)性有機化合物（VOC）的排放越來越受到限制，水性聚氨酯將是主要的發(fā)展方向。

        水性聚氨酯是以水作為介質(zhì)，具有不燃、無毒、不污染環(huán)境、節(jié)省能源及易加工等優(yōu)點，并且具有一般溶劑性聚氨酯所具有的性能，因而水性聚氨酯有慢慢取代溶劑性聚氨酯的趨勢。目前，水性聚氨酯主要用在涂料工業(yè)、紡織印染工業(yè)和建筑業(yè)等方面，而涂料是水性聚氨酯最大的用途之一。但目前水性聚氨酯還存在耐水性不強，軟硬度與應(yīng)用性能要求不適宜等缺點，較大程度地影響了它的推廣應(yīng)用。聚硅氧烷具有優(yōu)良的耐水性、低表面能及透氣性，所以聚硅氧烷被廣泛用于水性聚氨酯的改性。目前，含有氨基的有機硅氧烷改性水性聚氨酯樹脂主要有兩種方法，一種是在合成過程中將氨基硅油引入聚氨酯鏈段中，但由于氨基硅油突出的反應(yīng)活性以及與聚氨酯溶解度的差異，所以聚合反應(yīng)都需要在溶劑的存在下進行，存在環(huán)境污染問題，使它們的應(yīng)用受到限制；另一種是在預(yù)聚體乳化的過程中擴鏈引入氨基報道了利用側(cè)鏈氨基硅油來改善水性聚氨酯樹脂的研究，但他們采用價昂的聚 硅油，四氫呋喃二醇體系，而且僅對側(cè)鏈氨基硅油進行了研究。

1. 性能測試
      （1）紅外光譜測定：采用美國Analect 公司RFX－65 傅立葉紅外光譜轉(zhuǎn)換光譜儀測定。
      （2）表面水接觸角的測量： 采用日本 Kyowa 公司生產(chǎn)的 G-1 型εrma 角度計式接觸角測定儀測試。將去離子水的水滴滴于薄膜表面1 min 后進行測試，每個樣品取相互距離5mm 的3 個點進行測量，共6 次讀數(shù)，取平均值。
      （3）吸水率測定：將剪好的 PU 膜稱重后，浸泡于蒸餾水中，每隔一定時間將起取出并快速拭干稱重，其吸水百分率根據(jù)以下公式計算：
      Q ＝ ( Mn－Mo ) / Mo× 100%
      其中：Q 為吸水率（%），Mn 為吸水后的樣品質(zhì)量（g），Mo 為吸水前的樣品質(zhì)量（g）。
      （4）拉伸強度、扯斷伸長率測定：參照聚氨酯防水涂料JC500-92 標(biāo)準測定。采用廣州材料試驗機廠XLL-50 型拉力試驗機，拉伸速度為100 mm/min。拉伸強度：T = P / A； 扯斷伸長率：E = ( L－25 ) mm / 25 mm× 100%其中：T 為拉伸強度（MPa），P 為拉力（N），A 為截面積（mm2），E 為扯斷伸長率（%），L 為斷裂長度（mm）。
      （5）固含量的測定：按涂料GB/T1725-89 測試標(biāo)準測定。

2 結(jié)果與討論
2.1 紅外光譜測定
        由水性聚氨酯樹脂的紅外譜圖（圖－1（N－H 的1）可以看出，3297 cmPU-2－1（脲基中伸縮振動峰）和1643 cm－1（氨C=O 伸縮振動峰），1726 cmPU-1酯基中 C=O 伸縮振動峰）和 1103－1（C-O-C 的伸縮振動峰）說明 cm產(chǎn)物中有脲鍵和氨酯鍵。Si-O-Si 的－1），C-O-C 的彎曲振動（1090 cm－1），在這一數(shù)伸縮振動峰（1103 cmPU-0值附近可以看出在PU0 中呈現(xiàn)單峰，是C-O-C 的伸縮振動峰；而在PU-1和 PU-2 中峰明顯變寬，是 Si-O-Si的彎曲振動和 C-O-C 的伸縮振動的－1（CH3-Si 中的重疊峰，1250 cmCH3 彎曲振動峰）都說明了有機硅圖1 試樣的FT-IR 譜圖在聚合物中存在。

2.2 表面水接觸角的測量
        表面水接觸角大小基本上反映了材料的疏水性的大小表1 列出了未改性和通過氨基硅油改性水性聚氨酯樹脂涂膜的表面水接觸角的測量值。從實驗結(jié)果可以看出，經(jīng)氨基硅油改性的聚氨酯涂膜的接觸角數(shù)值比未改性的聚氨酯涂膜的接觸角明顯增大。側(cè)鏈與直鏈氨基硅油相比AEAPS 改性的聚氨酯涂膜的疏水性明顯大于 ATPS 改性的聚氨酯涂膜。從分子結(jié)構(gòu)上看，AEAPS 的側(cè)鏈參與反應(yīng)，非極性聚硅氧烷鏈段懸掛在聚氨酯的側(cè)鏈上，有利于硅原子向表面遷移，對材料的表面性質(zhì)改善較明顯；而 ATPS 氨基在兩端，接在了聚氨酯的主鏈上，充當(dāng)了軟鏈段的組分，形成了軟鏈段混有聚硅氧烷的線型嵌段聚氨酯，使聚硅氧烷鏈向，所以對材料表面的改性效果稍差。

2.3 吸水率測量
        水性聚氨酯作為涂料最大的技術(shù)難題之一是耐水性不夠，氨基硅油改性水性聚氨酯樹脂的目的就是希望能提高其耐水性。未經(jīng)氨基硅油改性和經(jīng)氨基硅油改性的聚氨酯膠膜的吸水率－時間曲線列于圖2。從實驗結(jié)果看出，經(jīng)氨基硅油改性的聚氨酯涂膜的吸水率明顯低于未經(jīng)氨基硅油改性的聚氨酯涂膜，經(jīng)AEAPS 改性的聚氨酯涂膜的耐水性好于 ATPS 改性的聚氨酯涂膜的耐水性。其原因與表面水接觸角差異的原因是相同的。

2.4 力學(xué)性能
        拉伸強度和伸長率是衡量水性聚氨酯涂膜力學(xué)性能的重要指標(biāo)。表 2 列出了拉伸強度、伸長率數(shù)據(jù)。從結(jié)果可以看出，在本文所選擇的含量內(nèi)氨基硅油對拉伸強度和扯斷伸長率的影響不大，側(cè)鏈和直鏈氨基硅油對力學(xué)性能也幾乎沒什么影響，這可能與氨基硅油引入的量太少有關(guān)。

3 結(jié)果
      （1）氨基硅油改性的聚氨酯涂膜，在保持力學(xué)性能基本不變的情況下，其耐水性、表面疏水性等性能都有明顯提高。
      （2）AEAPS 和 ATPS 對水性聚氨酯樹脂的改性，在耐水性和表面疏水性方面，AEAPS 的改性效果較好，而力學(xué)性能方面幾乎沒有差別。

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