Page 138 - 《精细化工》2019年第11期

第 36 卷第 11 期 精 细 化 工 Vol.36, No.11
2019 年 11 月 FINE CHEMICALS Nov. 2019

橡塑助剂
含硫扩链剂改性水性聚氨酯的制备及其性能

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李 果，许戈文 ，黄毅萍，鲍俊杰，程 芹
（安徽大学 化学化工学院，安徽省绿色高分子材料重点实验室，水基高分子材料安徽省工程技术研究中心，
安徽 合肥 230601）

摘要：以 2-巯基乙醇（2-ME）和丙烯酸羟乙酯（HEA）为原料，通过巯基-烯“点击”反应合成了含硫二元醇
ME-HEA。并以其为扩链剂，与聚氧化丙烯二醇（PPG）、异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）等合成系列含硫水性聚
氨酯（SWPU）。采用纳米粒度仪、红外光谱仪、电子拉力机等对乳液的粒径、胶膜的热性能、力学性能以及耐
水性进行了分析。结果表明：随着 ME-HEA 质量分数的增加，SWPU 胶膜的耐热性能和力学性能有明显的提升。
当 ME-HEA 质量分数为 4.3%时，乳液粒径为 41.7 nm，胶膜拉伸强度和断裂伸长率分别为 34.3 MPa 和 911.2%，
在 120 ℃热氧降解处理后的拉伸强度为处理前的拉伸强度的 90.09%，有较好的耐热氧降解性能。
关键词：巯基-烯“点击”反应；含硫扩链剂；水性聚氨酯；橡塑助剂
中图分类号：TQ317；TB34 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2019) 11-2286-06

Preparation and Properties of Waterborne Polyurethane

Modified with Sulfur-containing Chain Extender

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LI Guo, XU Ge-wen , HUANG Yi-ping, BAO Jun-jie, CHENG Qin
（Key Laboratory of Environment-friendly Polymer Materials of Anhui Province, Anhui Province Engineering
Technology Research Center of Water-Borne Polymer Materials, College of Chemistry and Chemical Engineering,
Anhui University, Hefei 230601, Anhui, China）

Abstract: Sulfur-containing diol ME-HEA was synthesized from 2-mercaptoethanol (2-ME) and
hydroxyethyl acrylate (HEA) by a thiol-ene click reaction. Further, it was used as a chain extender to
prepare a series of sulfur-containing waterborne polyurethane (SWPU) emulsions using polyoxypropylene
diol (PPG) and isophoronediisocyanate (IPDI) as raw materials. The particle size of the emulsion, the
thermal properties, mechanical properties and water resistance of the films were tested by nanometer
particle size analyzer, infrared spectrum and electronic tensile machine. The results show that with the
addition of ME-HEA, the heat resistance and mechanical properties of SWPU film obviously improve.
When the content of ME-HEA was 4.3%, the particle size of the emulsion was 41.7 nm, the tensile strength
and elongation at break of the film were 34.3 MPa and 911.2%, respectively. After the film was treated by
thermal oxygen degradation at 120 ℃, its tensile strength was 90.09% of that before treatment, indicating
that the film had a good thermal decomposition resistance.
Key words: thiol-ene click reaction; sulfur-containing chain extender; waterborne polyurethane; rubber and
plastics auxiliaries

水性聚氨酯（WPU）作为一种多功能的环境友 极大的降低，已广泛用于涂料、粘合剂、弹性体、
好型高分子聚合物，具有优异的耐化学性、可调节 泡沫和油墨、生物医学材料等领域 [1-4] 。然而，水性
的热机械性能和良好的加工能力，且与传统的溶剂 聚氨酯也有一些缺点，如耐水性差，耐热性和力学
型聚氨酯相比，挥发性有机化合物（VOC）得到了 性能欠佳等 [5-6] 。因此，通常需要对其进行改性，以

收稿日期：2019-04-03; 定用日期：2019-05-06; DOI: 10.13550/j.jxhg.20190276
基金项目：安徽省高校自然科学研究项目（KJ2018ZD004）
作者简介：李 果（1995—），男，硕士生，E-mail：1369559329@qq.com。联系人：许戈文（1961—），男，研究员，E-mail：gwxu@ahu.edu.cn。