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第 2 期 王学川，等: 含醛基两性聚氨酯乳液的制备及表征 ·305·

异佛尔酮二异氰酸酯（图 2b）和产物含醛基两性聚
氨酯（图 2c）的红外光谱图。可以看出，图 2a 中
3130 cm –1 处为 O— H 伸 缩 振 动吸收 峰， 1435~
–1
1612 cm 处为苯环的骨架伸缩振动吸收峰，858 和
–1
804 cm 处为苯环孤立氢和苯环二氢相邻 C—H 的
–1
特征吸收峰，2782 和 2720 cm 处为醛基 C—H 的
–1
伸缩振动吸收峰。图 2b 中 2942 和 2854 cm 处为亚
–1
甲基不对称和对称伸缩振动吸收峰，2263 cm 处为
–1
IPDI 中—NCO 的特征吸收峰，1713 cm 处为 C==O

–1
的振动吸收峰。图 2c 中 3323 cm 处为 N—H 的伸 图 3 AAPU 的 Zeta 电位与 pH 关系图
–1
缩振动吸收峰，2942 和 2854 cm 处为亚甲基不对 Fig. 3 Relationship between Zeta potential and pH of
–1
称和对称伸缩振动吸收峰，1713 cm 处为 C==O 的 AAPU

–1
振动吸收峰，1103 cm 处为 C—O 的伸缩振动吸收 2.3 AAPU 乳液的物化性质
–1
峰，2820 cm 处有较弱的醛基 C—H 的伸缩振动吸 AAPU 乳液的物化性能见表 1。可以看出，
–1
收峰，而 2263 cm 处—NCO的特征吸收峰几乎消失。 AAPU 乳液外观呈淡黄色、泛蓝光乳液，离心稳定

性和耐电解质稳定性均良好。

表 1 AAPU 乳液的物化性能
Table 1 Physico-chemical properties of AAPU emulsions
测试项目 性能
外观 淡黄色、泛蓝光乳液
固含量/% 20.2
离心稳定性 未分层
耐钙盐稳定性 良好

2.4 AAPU 乳液制备的影响因素
图 2 DDBA (a)、IPDI (b)和 AAPU (c)的红外光谱图 本文合成的含醛基两性聚氨酯乳液拟用于非金
Fig. 2 FTIR spectra of DDBA (a), IPDI (b) and AAPU (c)
属鞣革复鞣工序中，因此，AAPU 粒径大小与分布
基于紫外光谱和红外光谱分析可知，预期结构 以及稳定性等性质对其在皮纤维内的渗透和填充作
的产物被成功制备。 用有重要影响。而在制备 AAPU 乳液的过程中，r
2.2 AAPU 乳液的等电点（pI） 值（IPDI 中的—NCO 与其他原料中总羟基的物质的
图 3 为 AAPU 乳液的 Zeta 电位与 pH 关系图。由 量的比值）对聚氨酯相对分子质量的大小具有决定
图可知，AAPU 乳液的 pI=5.16，随着 pH 的减小， 作用；此外，DMPA 和 N-MDEA 作为亲水扩链剂，
AAPU 乳液的 Zeta 电位先为负值且逐渐增大，越过 对乳液粒径及乳液稳定性的影响较大，但阳离子铵
等电点后转变为正值然后逐渐增大，表明 AAPU 乳液 盐的乳化能力不如阴离子羧酸根。因此，本文固定
具有明显的两性。当 pH<5.16 时，AAPU 分子中的 DMPA 和 N-MDEA 的物质的量比为 2∶1，考察了 r
+
叔胺基结合体系中的 H 变为叔胺盐离子，表现为阳 值和 DMPA 的用量对 AAPU 乳液粒径的影响。
离子性，Zeta 电位为正值；当 pH>5.16 时，AAPU 分 2.4.1 r 值对乳液粒径的影响
–
子中的羧基—COOH 失去质子变为羧酸根—COO ，表 r 值对乳液平均粒径的影响见图 4，实验方法同
现为负电性，Zeta 电位为负值；当 pH=5.16 时，AAPU 1.2 节。
乳液中因正负电荷相等而呈电中性，此时乳液的 由图 4 可知，乳液的平均粒径随着 r 值的增大
Zeta 电位为零，对应的 pH 即为 AAPU 乳液的等电 先减小后增大。主要原因是在制备 AAPU 的过程中
点。因此，本文制备的含醛基两性聚氨酯乳液若用 缩聚反应分为预聚阶段和扩链阶段，而预聚阶段的
于非金属鞣革的复鞣加工中，一方面利用反应性醛 R 值（IPDI 和 PTMG 的物质的量之比）保持不变。
基可与皮胶原纤维中的碱性氨基间生成共价键从 当 r=1.15 时，所得 AAPU 的粒径约为 90 nm，随着
而产生牢固结合；另一方面，AAPU 分子中的阳离 r 值增加到 1.2，粒径变小。可能原因是 r 值增大，
子基团可提高皮革与阴离子湿整饰材料的结合率， 扩链剂的用量相对减少，体系中的—OH 数量也会
从而改善作为非金属鞣革复鞣剂的复鞣效果。 越来越少，减小了端—NCO 预聚体与扩链剂反应几