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·1510· 精细化工 FINE CHEMICALS
规整的笼型结构提高了复合材料的拉伸强度，但当
拉力超过一定值后，复合材料中 DDSQ-4OH 的聚集
体会产生应力集中而形成微裂纹，再继续拉伸后会
导致整体性破坏，最终导致复合材料断裂
图 9 不同 DDSQ-4OH 用量对 WPU 胶膜力学性能的影响
Fig. 9 Effect of DDSQ-4OH content on the mechanical
properties of films
2.8 DDSQ-4OH 改性聚氨酯的表面疏水性测试
作为有机硅化合物的一类，DDSQ-4OH 具有很
强的表面疏水性。因此，将其引入到蓖麻油基 WPU
复合材料中能提高材料的疏水性。不同用量 DDSQ-
4OH 复合胶膜的水接触角测试结果见图 10。
图 10 复合胶膜的水接触角
Fig. 10 Water contact angles of composite films
从图 10 可以看出，单纯聚醚硅氧烷改性蓖麻油
基 WPU 材料对水的接触角只有 75.5，具有一定的
亲水性。随着 DDSQ-4OH 用量的增加，复合材料对
水的接触角逐渐增大。当 DDSQ-4OH 用量为 6%时，
复合材料对水的接触角达到了 90.4°，该复合材料已
变为疏水性材料。当 DDSQ-4OH 用量为 8%时，复
合材料对水的接触角有所降低。这是因为 DDSQ-
4OH 粒子间团聚现象加剧，在聚氨酯中的分散程度
下降，使接触角有所下降。所以，DDSQ-4OH 的引
入能够有效提高蓖麻油基 WPU 复合材料的疏水性。
第 35 卷
3 结论
（1）以可再生的环保型原料蓖麻油与 PEPSO
[27] 。 互混作为多元醇原料，制备了植物油基水性聚氨酯。
通过 DDSQ-4OH 中的羟基与 IPDI 中—NCO 的化学
反应，将 DDSQ-4OH 引入到聚氨酯分子主链中，制
备出 PEPSO/DDSQ-4OH 复合改性的聚氨酯材料。
（2）DDSQ-4OH 的加入在一定程度上改善了
材料的热性能。样品 WPU-15-8 的初始分解温度较
WPU-15 提高了 22.5 ℃；通过控制 DDSQ-4OH 在
聚氨酯基体中的分散程度，提高了复合材料的疏水
性和拉伸性能。样品 WPU-15-6 的接触角及拉伸强
度分别达到 90.4和 16.0 MPa。但是，当 DDSQ-4OH
加入量过大时，由于发生团聚现象，使得复合材料
的机械性能有所降低。
（3）采用有机硅改性来降低水性聚氨酯材料的
表面张力，所制备的水性聚氨酯有望用于塑料薄膜
用水性油墨。所制备材料不使用传统的石油类多元
醇原料，具有绿色环保、合成过程简单、热稳定性
及疏水性优异等优点。
参考文献：
[1] GurusamyS A, Emond S J, Kulshrestha A, et al. Polyurethanes based
on renewable polyols from bioderived lactones[J]. Polymer
Chemistry, 2012, 3(10): 2941-2948.
[2] Xia Y, Larock R C. Preparation and properties of aqueous castor
oil-based polyurethane-silica nanocomposite dispersions through a
sol-gel process[J]. Macromolecular Rapid Communications, 2011,
32(17): 1331-1337.
[3] Jaisankar S N, Lakshminarayana Y, Radhakrishnan G, et al. Modified
castor oil based polyure-thane elastomers for one-shot process[J].
Polymer-Plastics Technology and Engineering, 1996, 35(5): 781-789.
[4] Xia Y, Larock R C. Vegetable oil-based polymeric materials:
synthesis, properties, and applications[J]. Green Chemistry, 2010,
12(11): 1893-1909.
[5] Lu Y, Larock R C. Soybean-oil-based waterborne polyurethane
dispersions: effects of polyol functionality and hard segment content
on properties[J]. Biomacromolecules, 2008, 9(11): 3332-3340.
[6] Lu Y, Larock R C. Aqueous cationic polyurethane dispersions from
vegetable oils[J]. Chemsuschem, 2010, 3(3): 329-333.
[7] Sheng Yingpei (盛英佩), Jiang Pingping (蒋平平), Hua Jingyu (华静
宇), et al. Preparation and characterization of soybean oil based
polyurethane modified by polyphenylsilsesquioxane[J]. Acta
Polymerica Sinica (高分子学报), 2015, 28(3): 290-297.
[8] Seeni Meera K M, Murali Sankar R, Jaisankar S N, et al.
Physicochemical studies on polyurethane/siloxane cross-linked films
for hydrophobic surfaces by the sol-gel process[J]. The Journal of
Physical Chemistry B, 2013, 117(9): 2682-2694.
[9] Ge Shuoshuo (葛硕硕), Zhang Pingbo (张萍波), Jiang Pingping (蒋
平平), et al. Preparation and characterization of castor oil based
polyurethane modified by polyether-polysiloxane[J]. China Plastics
(中国塑料), 2017, 31(6): 28-35.
[10] Gnanasekaran D, Walter P A, Reddy B S R. Influence of moieties on
morphology, thermal, and dielectric properties in polyamide-
polyhedral oligomeric silsequioxanes nanocomposites[J]. Polymer
Engineering & Science, 2013, 53(8): 1637-1644.
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