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·1244· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 36 卷

1.6.4 热重（TG）分析
将样品研磨成粉末，在 N 2 氛围下，温度范围
23~600 ℃，升温速率为 10 ℃/min，采用德国 Netzsch
公司 STA449 型热重分析仪测定。
1.6.5 X 射线衍射（XRD）分析
采用 Bruker 公司的 SAXS Nanostart 型 X 射线
衍射仪测定结晶性能。扫描速度 4 (°)/min，2范围
为：5°~60°。

1.7 性能测试
1.7.1 胶膜吸水率 图 1 WPU、WPU-PA-37.5%和 SiWPU-40%SiPA-37.5%
的 FTIR
将聚合物胶膜裁成 2 cm×2 cm 的方块，干燥至
Fig. 1 FTIR spectra of WPU, WPU-PA-37.5% and SiWPU-
恒重，称量，其质量为 m 0 ，然后将样品放置于室温 40% SiPA-37.5%
下的去离子水中浸泡 24 h 后取出，用滤纸吸去表面

–1
3 条曲线的 1726 cm 处为—NHCOO 中 C==O
水，称量，质量为 m 1 。同一样品测试 3 个平行样，
的伸缩振动吸收峰，且峰形尖锐，说明生成了大量
取平均值。按照式（1）计算胶膜吸水率。
–1
氨酯键。1533 和 1407 cm 处为—COOH 的非对称
m  m
吸水率 /%  1 0  100 （1） 和对称伸缩振动吸收峰；相比于 WPU，WPU-PA-
m 0 37.5% 和 SiWPU-40%-SiPA-37.5% 的 吸收曲线在
1.7.2 水接触角的测定 –1
1386 cm 处有聚丙烯酸酯中—CH 3 的对称变形振动
采用 JC2000G 型接触角/界面张力测试仪测定。
特征吸收峰，表明已经在聚氨酯中成功引入聚丙烯
同一个样品选取不同位置测 5 次，取平均值。
酸酯，合成了聚氨酯丙烯酸酯复合乳液。2230 cm –1
1.7.3 机械稳定性的测试
处均不存在—NCO 特征吸收峰，说明体系中的—
取适量乳 液于离心 试管，在 离心机上以
NCO 已经完全反应。对比 WPU-PA-37.5%的曲线，
3000 r/min 离心 10 min，观察是否有沉淀现象。
–1
SiWPU-40%-SiPA-37.5%的吸收曲线在 1062 cm 左
1.7.4 铅笔硬度的测定
右出现了—Si—O—Si—的伸缩振动吸收峰，说明合
按照《GB/T6739—2006 色漆和清漆铅笔法测定
成的聚合物中存在硅氧烷链段，即有机硅已经成功
漆膜硬度》规定的方法进行测试。
引入并水解，所生成的硅羟基发生了缩合反应。
1.7.5 耐冲击性的测试
2.2 胶膜的耐水性测试
按《GB/T1732—1993 漆膜耐冲击测定法》规
在制备聚氨酯预聚体时引入了亲水基团羧基，
定的方法测试漆膜耐冲击性。
故当水分子与涂膜接触时，由于亲水基团对水的吸
1.7.6 附着力的测试
引力作用，会导致水性聚氨酯膜在水中溶胀，吸水
根据《ISO2409—2007 色漆和清漆划格试验》
率和水接触角是表征材料耐水性的重要参数。
标准测定漆膜的附着力。
表 4 反映了 PA、SiPA 含量对 WPU-PA 和 WPU-
1.7.7 乳液固含量的测定
SiPA 胶膜的吸水率、接触角和乳液稳定性的影响。
称量表面皿质量，记为 m 2 ；取适量的乳液于表
由表 4 可知，对于 PA 改性 WPU，当 PA 含量从 0
面皿中称量，其质量记为 m 3 ；将其在 80 ℃恒温干
增加至 37.5%时，吸水率从 37.8%降低至 23.5%，而
燥箱中干燥至衡重并称量，其质量记为 m 4 ，然后按
接触角从 56.8°增加至 63.4°。这是因为 PA 与 WPU
式（2）计算固含量。
分子链形成的互穿聚合物网络提高了聚合物的交联
m  m
/ %  固含量 4 2  100 （2） 度（如图 2 所示），故胶膜吸水率降低且水接触角
m  m 2 增大。
3
对比 WPU-PA-37.5%与 WPU-SiPA-37.5%可知，
2 结果与讨论
少量的有机硅可以显著降低胶膜的吸水率并增大胶
2.1 红外光谱分析 膜的水接触角。这是因为：一方面，通过硅烷偶联
图 1 是 WPU、WPU-PA-37.5%和 SiWPU-40%- 剂的水解缩合生成了—Si—O—Si—，能够降低分子
SiPA-37.5%的红外光谱图。 链间的自由体积，在一定程度上阻碍水渗透到 WPU