Page 119 - 《精细化工》2021年第12期
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第 12 期 胡继广，等: UV 固化改性蓖麻油基水性聚氨酯的制备及抗菌性能 ·2481·
R/%=(A–B)/A×100 （2） 双键的特征吸收峰说明 HEMA 已成功接入体系中，
式中： R— 抗菌率 ， % ； A— 空 白 对照聚 氨酯 同时可发现 UV 固化前后碳碳双键特征吸收峰减
（UWPU-3）胶膜试样 8 h 后回收菌数（cfu/片）；B— 弱，说明碳碳双键在 UV 固化过程中发生交联。可
紫外固化蓖麻油基水性聚氨酯胶膜试样 8 h 后回收 能是 AH 添加量较少，改性后胶膜和原胶膜红外谱
菌数（cfu/片）。 图差异不明显 [12] 。因此，采用放大特征区域对改性
采用 GB 15979—2002 附录 C 测试方法评价胶 前后胶膜谱图进行差谱分析的方法进一步比较，从
膜抗菌长效性 [16] 。将胶膜置于相对湿度 85%、温度 图 2b 放大红外谱图中可以看出，UWPU-3 出峰稍强
65 ℃的恒温箱中，10 d 后取出，采用贴膜法测试抗 于 GWPU-c，同时对比 UWPU-3 和 GWPU-c 谱图可
–1
菌性能，所有抗菌数据至少取 3 次实验平均值。 以看出，在 1640 cm 附近 UWPU-3、GWPU-c 红外
–1
通过 SEM 观察通过贴膜法培养 8 h 后胶膜表面 谱图存在明显差别。GWPU-c 在 1640 cm 处存在红
–1
形貌，定性表征胶膜抗菌效果。 外吸收峰，而 UWPU-3 在 1640 cm 处没有红外吸
–1
收峰，1640 cm 是胍基的特征吸收峰，这说明胍基
2 结果与讨论 已经成功引入到 WPU 骨架上，即 AH 改性 WPU 成
功合成。
2.1 聚氨酯胶膜的结构表征
2.2 乳液性能测试
图 2 为未固化胶膜 UWPU-3、固化后胶膜
通过马尔文激光粒度仪表征了所制备乳液的平
GWPU-c 的红外谱图。从图 2a 可以看出，在 3300、
–1
1700、1520 cm 处特征吸收峰分别对应氨基甲酸酯 均粒径和粒径分布，结果如图 3 和表 2 所示。从图
3、表 2 可以看出，UWPU-1~5 乳液外观随着 MDEA
—NH 伸缩振动、—C==O 伸缩振动和—NH 弯曲振
含量的增加逐渐由乳白变为透明，乳液粒径也由大
动，说明体系中含有氨基甲酸酯（—NH—COO—）
变小。这主要是因为 MDEA 作为亲水扩链剂提供大
结构，即 UWPU 成功合成。
量亲水基团，当其含量增加，有利于聚氨酯软硬链
段在水中的分散，亲水性更好，所以 MDEA 含量越
高，乳液更透明，粒径更小 [17] 。通过对比 UWPU-3
乳液和 GWPU 乳液外观和平均粒径发现，乳液外观
由半透明（UWPU-3 乳液）变为乳白（GWPU-a、
GWPU-c 乳液），随着 AH 添加量的增加，粒径由
86.5 nm（UWPU-3）增至 170.8 nm（GWPU-c）。这
主要与相反转过程反应有关，在 UWPU-3 预聚体高
速剪切乳化过程中，AH 中氨基与预聚体中剩余异
氰酸根反应，这增加了 WPU 分子链之间相互缠绕，
导致乳液粒径变大，随着 AH 添加量增多，这种现
象更加明显。GPC 测试结果表明，所制备乳液数均
相对分子质量（M n ）为 16000~17000。乳液稳定性
测试结果见表 2，从表 2 可知，所制备的乳液在
3000 r/min 的条件下离心 15 min，均未有沉淀、絮
凝、分层现象的出现，说明所制乳液具有很好的稳
定性，有很好的使用价值。
图 2 UWPU-3 和 GWPU-c 的红外谱图
Fig. 2 FTIR spectra of UWPU-3 and GWPU-c
–1
2270 cm 处没有出现—NCO 特征吸收峰，说
明体系中异氰酸根已反应完全。在 2930、2848 cm –1
出现较强甲基、亚甲基的—CH 吸收峰可归因为原料
蓖麻油中含有大量烷基链。在 1354 cm –1 处==CH 2
–1
和==CH 中—C—H 键的摇摆振动和 810 cm 处碳碳
