Page 141 - 《精细化工》2019年第11期

第 11 期 李 果，等: 含硫扩链剂改性水性聚氨酯的制备及其性能 ·2289·

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HEA 中酯羰基的伸缩振动峰，1637 cm 处为 C==C 由表 2 可知，各聚氨酯乳液样品的贮存稳定性
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的伸缩振动峰；对于曲线 C，2556 cm 处—SH 的 均满足大于 6 个月的条件，且乳液的平均粒径几乎
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伸缩振动峰消失，1637 cm 处 C==C 的伸缩振动峰 没有变化，表明含硫二元醇 ME-HEA 被引入到水性
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消失，—OH 的伸缩振动峰移动至 3385 cm 处，酯 聚氨酯中，对水性聚氨酯乳液稳定性和平均粒径几
羰基的伸缩振动峰移动至 1730 cm –1 处 [10,12] ，表明 乎不产生影响。
2-ME 与 HEA 发生反应得到了 ME-HEA。 2.3 SWPU 胶膜的红外光谱分析

图 3 为含硫二元醇 ME-HEA 和胶膜 SWPU1、
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SWPU3、SWPU6 的红外光谱图。2270 cm 处未发
现—NCO 的特征吸收峰，表明—NCO 已反应完全。
由图 3 可知，3 个水性聚氨酯样品的红外光谱峰的
位置、形状、相对强度均没有明显变化，这是因为
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ME-HEA 加入量较少。3325 cm 处为 N—H 伸缩振
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动峰，2969、2868 cm 处为—CH 3 和—CH 2 的 C—
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H 伸缩振动峰，1705 cm 处为 C==O 的伸缩振动峰，
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1535 cm 处为 C—N 的伸缩振动峰，1238 cm 处为

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氨基甲酸酯键的不对称伸缩振动峰，1095 cm 处为
图 1 2-ME（A）、HEA（B）和 ME-HEA（C）的红外光
谱图 C—O—C 的伸缩振动峰。以上表明成功合成了含硫
Fig. 1 FTIR spectra of (A) 2-ME, (B) HEA and (C) 水性聚氨酯。
ME-HEA

2.1.2 ME-HEA 的核磁共振氢谱分析
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HEA 和 ME-HEA 的 HNMR 谱如图 2 所示。δ
7.25 为溶剂 CDCl 3 的峰。图 2 曲线 A 中，δ6.45、
6.16、5.86 三处为 HEA 双键氢的峰，但在曲线 B 中
消失，表明成功合成了 ME-HEA。

图 3 ME-HEA（A）、SWPU1（B）、SWPU3（C）和 SWPU6
（D）的红外光谱图
Fig. 3 FTIR spectra of (A) ME-HEA, (B) SWPU1, (C)
SWPU3 and (D) SWPU6

2.4 SWPU 胶膜的热失重分析

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图 2 HEA（A）和 ME-HEA（B）的 HNMR 谱 图 4 为不同 ME-HEA 含量的水性聚氨酯胶膜的
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Fig. 2 HNMR spectra of (A) HEA and (B) ME-HEA TG 曲线和 DTG 曲线。表 3 为各水性聚氨酯胶膜的

2.2 乳液的稳定性及粒径分析 特征失重温度。由图 4 可知，270 ℃之前，胶膜的
表 2 列出不同 ME-HEA 含量的水性聚氨酯乳液 热失重速率较小，为水分和残余小分子的蒸发；
的外观、稳定性和平均粒径。 270 ℃左右，胶膜开始分解，270~360 ℃为硬段（氨
基甲酸酯键、脲键和酯键）的分解，360~470 ℃为
表 2 水性聚氨酯乳液的外观、稳定性和平均粒径
Table 2 Appearance, stability and average particle size of 软段 PPG 的分解 [13-14] ，这与引入含硫交联剂 S-TAT [11]
WPUemulsions 相比，两部分分解温度均有所提升。结合表 3 可知，
SWPU1 SWPU2 SWPU3 SWPU4 SWPU5 SWPU6 胶膜 SWPU1~SWPU6 的热失重为 5%时的温度
乳液 透明， 透明， 透明， 透明， 透明， 透明， （T 5% ）和热失重为 50%时的温度（T 50% ）均呈现先
外观 泛蓝光 泛蓝光 泛蓝光 泛蓝光 泛蓝光 泛蓝光
增大后趋于平稳的趋势，引入 ME-HEA 的聚氨酯胶
稳定性 稳定 稳定 稳定 稳定 稳定 稳定
膜在热失重为 5%和 50%时的温度均大于未引入
平均 41.4 40.9 40.0 41.7 43.0 43.8
粒径/nm ME-HEA 的聚氨酯胶膜在两处的热失重温度，并且