Page 228 - 《精细化工》2021年第12期

·2590· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 38 卷

不明显，表面能也趋于稳定。
2.6 水性聚氨酯力学性能分析
图 4 为胶膜的应力-应变曲线。表 5 为水性聚氨
酯胶膜的拉伸性能数据。

图 3 水性聚氨酯胶膜的吸水率
Fig. 3 Water absorption rate of WPU films

由图 3 可知，随着 HTPB 含量增加，胶膜 24
和 48 h 吸水率均呈现先降低后平稳的趋势，胶膜 24

h 吸水率由 31.72%降低到 11.37%；胶膜 48 h 吸水率
图 4 水性聚氨酯胶膜的应力-应变曲线
由 45.52%降低至 16.94%。这可能是因为 HTPB 含 Fig. 4 Stress-strain curves of waterborne polyurethane films
有的双键增加了胶膜的交联性 [20] ，使得胶膜疏水性
逐渐增强，吸水率降低，而随着 HTPB 含量的继续 由图 4 和表 5 可以看出，随着 HTPB 含量的增
增加，胶膜的吸水率达到饱和点。 加，胶膜的拉伸强度由 WPU0 的 27.72 MPa 逐渐减
2.5 水性聚氨酯表面性质分析 小至 WPU6 的 11.48 MPa，断裂伸长率由 WPU0 的
表 3 为检测液体的表面参数，表 4 为水性聚氨 1356.48%降低至 WPU6 的 974.58%。这可能是因为
酯膜表面的水、二碘甲烷、乙二醇接触角和表面能 HTPB 每个重复单元都含有 C==C 双键，具有不规整
参数。 结构，使得拉伸强度随着 HTPB 含量的增加而减小 [22] 。

表 3 检测液体的表面参数 [21] 表 5 水性聚氨酯胶膜拉伸测试数据
Table 3 Surface parameters of testing liquid [21] Table5 Tensile test data of waterborne polyurethane film
–
2
+
2
2
检测液体  /(mJ/m )  LW /(mJ/m )  /(mJ/m )  /(mJ/m ) 样品 拉伸强度/MPa 断裂伸长率/%
2
L
L
L
L
水 72.8 21.8 25.5 25.5 WPU0 27.72 1356.48
二碘甲烷 50.8 50.8 0 0 WPU1 22.84 1163.10
乙二醇 48.0 29 1.9 47.0 WPU2 20.28 1062.86
WPU3 17.04 1024.02
表 4 检测液体在水性聚氨酯膜上的接触角及表面能参数 WPU4 15.98 979.32
Table 4 Contact angle and surface energy parameters of the WPU5 14.20 977.72
tested liquid on WPU films WPU6 11.48 974.58
2
接触角/(°) 表面能参数/(mJ/m )
样品
+
水 二碘甲烷 乙二醇  S LW   S –  图 5 为水性聚氨酯乳液 WPU0~WPU6 胶膜在
S
S
WPU0 59.6 42.1 53.2 38.55 0.15 30.36 42.82 BOPP 薄膜上的剥离强度，其结果用 N/25 mm 表示。
WPU1 61.0 49.8 56.6 34.40 0.09 31.26 37.85
WPU2 65.4 51.4 58.2 33.50 0.05 25.90 35.82
WPU3 66.3 54.4 58.6 31.81 0.01 25.12 33.00
WPU4 67.8 56.8 61.1 30.43 0.02 24.81 31.87
WPU5 71.6 58.2 64.8 29.63 0.05 21.94 31.77
WPU6 69.5 57.7 63.5 29.92 0.05 24.70 32.10

从表 4 可以看出，水性聚氨酯胶膜对检测液体
的接触角先增加后趋于稳定，表面能先减小后趋于

稳定。这可能是因为 HTPB 含量增多，聚氨酯胶膜
图 5 水性聚氨酯胶膜在 BOPP 膜上的剥离强度
表面的非极性基团迁移量增多，表面能降低，而随
Fig. 5 Peel strength of waterborne polyurethane emulsion
着 HTPB 含量的继续增加，非极性基团迁移量增加 on BOPP film