Page 126 - 《精细化工》2021年第11期

·2272· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 38 卷

象的流动性，使得—CH 3 富集在界面，同时具有高 PDMSWPU、KF-2201WPU 热失重温度分别为 259、
度移动性。硅氧烷所键接的—CH 3 围绕 Si—O—Si 257、267、277 ℃。当质量损失达到 50%，4 种胶
键进行旋转或者振动时，分子间距的增大导致硅氧 膜的热 失重 温度出 现较 明显的 差异 ， WPU 、
烷链间的分子作用力减弱，从而使 PDMSWPU 和 DPSDWPU、PDMSWPU、KF-2201WPU 分别为 315、
KF-2201WPU 胶 膜拥有 更低的 表面 能 [21] 。此外 335、348、343 ℃，从 DTG 曲线可以看出，此时 4
KF-2201 含有的疏水苯环使疏水性进一步加强。然 种胶膜的质量损失速率也是最快的。当质量损失达
而 DPSD 空间位阻的影响较小，仅以苯环作为疏水 到 95%，DPSDWPU、PDMSWPU 和 KF-2201WPU
基，且分子的柔顺性略差，对胶膜疏水性的影响相 的热失重温度分别达到 375、394、401 ℃，而 WPU
对较小。 的热失重温度则为 367 ℃，3 种改性胶膜的热失重
温度分别升 高了 8 、 27、 34 ℃， DPSDWPU 、
PDMSWPU 和 KF-2201WPU 总体的热失重温度都高
于 WPU 的热失重温度。因为硅氧烷遇高温易分解
为无机二氧化硅粒子，并与聚氨酯形成有机和无机的
“复合型”保护材料，可以阻止胶膜分解。其次，强
键能和强极性 Si—O 键使得烃类受到基团偶极感应
影响，产生钝化氧化作用，也增强了胶膜的热稳定
性 [23] 。而性能提升存在差异是因为 DPSDWPU 中 Si
—O 键的含量少于 PDMSWPU 和 KF-2201WPU，苯
环耐热性占据主导显然不足，故热稳定性较差。而
KF-2201WPU 相较于 PDMSWPU 在都含有大量 Si—
O 键的情况下，还有苯环为辅，故热稳定性最好。

图 4 水接触角和吸水率（a）；表面能（b）；水接触角（c）
Fig. 4 Water contact angle and water absorption rate (a);
Surface energy (b); Water contact angle (c)

2.5 胶膜热稳定性
图 5 为不同胶膜的 DSC、TG 和 DTG 曲线。由

图 5a 可知，胶膜的 DSC 曲线分别出现了 2 个 T g ，
图 5 不同胶膜的 DSC 曲线（a）；TG、DTG 曲线（b）
较低温度范围 36.68~37.16 ℃为聚氨酯软段链的
Fig. 5 DSC curves (a); TG and DTG curves of different
T g1 ，而较高温度范围 103.55~149.93 ℃为硬段链的 films (b)
T g2 ，ΔT g =T g2 –T g1 可以衡量胶膜软硬段的微相分离程
度 [22] 。其中 WPU 的微相分离程度最小，而硅氧烷 图 6 为 WPU、KF-2201WPU、PDMSWPU、
DPSDWPU 胶膜分别放置于 60、80、100、120、140、
改性胶膜的微相分离程度都有所增大。由图 5b 可
160 ℃（时间均为 24 h）的变化情况。由图 6 可知，
知，当质量损失为 10%时，WPU、DPSDWPU、