Page 124 - 《精细化工》2021年第11期

·2270· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 38 卷

取样 5.0 mg，在 20 mL/min 流速的 N 2 中，以 20 ℃/min 擦除表面水，称重，按式（1）计算胶膜吸水率：
的升温速率从 30 ℃升温至 600 ℃。DSC 测试：取  /%  m  1  （1）
2 m
样 5.0 mg，在 20 mL/min 流速的 N 2 中，以 10 ℃/min 1 m 100
的升温速率从 30 ℃升温至 250 ℃。吸水率的测试： 式中：ω 为吸水率，%；m 1 、m 2 分别为胶膜吸水前、
取用相同质量的胶膜放置于水中浸泡 24 h 后，滤纸 吸水后的质量，g。

图 1 改性 WPU 的制备流程
Fig. 1 Preparation process of modified WPU

2 结果与讨论 2.2 乳液粒径及稳定性
表 1 为不同硅氧烷改性 WPU 乳液粒径和性状，用
2.1 FTIR 分析 去离子水将4种乳液稀释至固含量约为1.0%进行测试。
图 2 为不同样品的 FTIR 谱图。由图 2 可知，
–1
2272 和 3423 cm 处分别为反应物 IPDI 的—NCO 和 表 1 不同硅氧烷改性 WPU 乳液粒径及性状
PPG1000 的—OH 的特征吸收峰；3375 和 834 cm –1 Table 1 Particle size and properties of WPU emulsion modified
by different siloxane
处分别为 DPSD 的缔合—OH 和 Si—O 键的伸缩振
样品 性状 粒径/nm PDI 稳定性/月
–1
动吸收峰；3480、1107、1250 cm 处分别为 PDMS
WPU 淡蓝色透明 21.97±0.43 0.244 >6
和 KF-2201 缔合—OH、Si—O 键的伸缩振动吸收峰
DPSDWPU 淡蓝色透明 32.31±1.07 0.285 >6
及 Si—CH 3 键的变形振动吸收峰。化学改性使产物
PDMSWPU 乳白色 150.67±2.33 0.312 >6
—NCO 的特征峰消失，且改性前后产物在 3400 和
KF-2201WPU 乳白色 268.00±57.0 0.705 >6
–1
1620 cm 附近均出现—NH 和—C==O 的伸缩振动
峰，证明氨基甲酸酯基（—NHCOO）的生成，同样 由表 1 可知，WPU 和 DPSDWPU 乳液粒径分
–1
在 1070 cm 附近出现了 Si—O 键和 Si—O—Si 键的 别为(21.97±0.43)和(32.31±1.07) nm，呈淡蓝色透明，
伸缩振动吸收峰 [12] ，初步证明 DPSD、PDMS 和 KF- 因为 1~100 nm 粒径的乳液粒子对光的吸收占优势，
2201 已键接到 WPU 主链。 产生吸收后透射光呈现淡蓝色补色。PDMSWPU 和

KF-2201WPU 的乳液 粒径 为 (150.67±2.33) 和
(268.00±57.0) nm，呈乳白色，这是因为，当乳液粒
径>100 nm 时，光发生全反射，故呈现乳白色。改
性后 WPU 乳液的平均粒径均呈现增大的趋势。硅
氧烷中存在的疏水 Si 和苯环致使硅氧烷链段被包裹
在乳液中，增大乳液粒径。另外，聚氨酯分子链间
存在的氢键会阻碍亲水基团的迁移，也促使乳液的
粒径增大 [13] 。相对分子质量较小的 DPSD 引入的疏
水基团少于 PDMS 和 KF-2201，乳液粒径小。而

PDMS 相较于 KF-2201 少了疏水苯环，对于乳液粒
图 2 PPG1000、IPDI、DPSD、PDMS、KF-2201 以及改 径的影响相对较小。此外，WPU 乳液的多分散指数
性胶膜的 FTIR 谱图
Fig. 2 FTIR spectra of PPG1000, IPDI, DPSD, PDMS, （PDI）最小，粒径分布较窄，硅氧烷增加了 WPU
KF-2201 and modified films 粒径的分布宽度 [14-15] 。乳液在室温机械离心后均无