Page 95 - 《精细化工》2021年第3期

第 3 期 朱建新，等: 有机氟接枝改性含硅水性聚氨酯的制备及性能 ·515·

a
g
中并没有出现相应这些吸收峰。综上可知，成功制 2.04 处的峰归属于 H ，δ 1.74~1.54 的峰归属于 H ，
e
备了 FIPDIT。 δ 1.42~1.37 处的峰归属于 H ，δ 1.26 处的峰归属于
b
c
H ，δ 0.93 处的峰归属于 H ，δ 0.02 处的峰归属于
d
H 。但在 δ 10~12 内没有羟基氢相应的峰，说明 PFIP
完全反应，证明成功制备了 FIPDIT。

图 1 IPDIT（a）、FIPDIT（b）的 FTIR 谱图
Fig. 1 FTIR spectra of IPDIT (a) and FIPDIT (b)

1
2.1.2 HNMR 分析 图 2 FIPDIT 的 HNMR 谱图
1
1
FIPDIT 的 HNMR 谱图见图 2。 Fig. 2 HNMR spectrum of FIPDIT
1
由图 2 可知，FIPDIT 有 10 种不同的氢。其中，
i
j
δ 4.52 归属于 H ，δ 4.27~3.94 的多重峰归属于 H ，δ 2.2 FIPDIT 含量对 FSWPU 性能的影响
h
f
3.87 处的峰归属于 H ，δ 3.19 处的峰归属于 H ，δ 表 1 是不同 FIPDIT 含量对 FSWPU 性能的影响。

表 1 不同 FIPDIT 添加量的 FSWPU 乳液及涂膜性能
Table 1 Properties of FSWPU emulsions and films with different additive amount of FIPDIT
FIPDIT 含量/% 平均粒径/nm 耐冻融性 耐酸性 耐碱性 外观 钙离子稳定性 稳定性/月
0 85 无变化 明显溶胀 明显溶胀 半透明 无变化 ＞6
1 103 无变化 轻微溶胀 轻微溶胀 半透明 无变化 ＞6
3 125 无变化 轻微溶胀 轻微溶胀 微乳白色 无变化 ＞6
5 168 无变化 无明显变化 无明显变化 微乳白色 无变化 ＞6
7 253 少量沉淀 无明显变化 无明显变化 乳白色 少量沉淀 6

–1
由表 1 可知，随着 FIPDIT 添加量的增加，粒径 NHCOO—）的存在，且在 2270~2240 cm 区域没有—
逐渐增大，耐酸/碱性能逐渐增强。这是由于引入了 NCO 的特征吸收峰，表明聚氨酯体系中—NCO 已
–1
有机氟单元，氟元素的疏水性使得分子链的亲水性 经完全参与反应；1048 cm 附近为有机硅中 Si—O
–1
降低，粒径增加。同时氟元素的高电负性和 C—F 键的伸缩振动吸收峰。图 3b 中，1247 cm 出现 C
键的高键能使得 FSWPU 胶膜耐酸碱性显著提高。 —F 的伸缩振动吸收峰，而图 3a 并未出现，这证明
当 FIPDIT 含量为 5%时，乳液呈微乳白色，粒径为 168 了有机氟单 元已经成功 接在 WPU 分子链上，
nm，耐冻融性和钙离子稳定性良好，胶膜的耐酸/ FSWPU 被成功制备。

碱性能显著增强。当 FIPDIT 含量为 7%时，FSWPU
乳液呈乳白色，粒径为 253 nm，乳液的储存稳定性、
耐冻融性和钙离子稳定性随之降低。这是因为随着
粒径的不断增加，易发生聚集和沉降，从而使得乳
液储存稳定性、耐冻融性和钙离子稳定性下降。
2.3 FSWPU 胶膜 FTIR 分析
图 3 为 FSWPU 胶膜的红外光谱图。
图 3a、b 中峰所处的基本位置大致相同，3342 cm –1
–1
为 N—H 的伸缩振动吸收峰、1712 cm 为氨基甲酸

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酯 C==O 的伸缩振动吸收峰、1540 cm 为 N—H 的 图 3 FSWPU-0（a）、FSWPU-5（b）胶膜的 FTIR 谱图
变形振动峰，这些特征吸收峰表明了氨基甲酸酯（— Fig. 3 FTIR spectra of FSWPU-0 (a) and FSWPU-5 (b) films