Page 212 - 《精细化工》2021年第5期
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·1066· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 38 卷
质量损失为 40%时，两者的分解温度（θ 40 ）分别为 刚性增强，柔顺性变差，断裂伸长率降低。从图 7
417.8 和 424.9 ℃，当质量损失为 60%时，对应的分 还可以看出，HPAE 含量为 1.0%时，WPU2 胶膜的
解温度（θ 60 ）分别为 435.8 和 440.8 ℃，其质量损 拉伸强度为 10.33 MPa，断裂伸长率为 533.73%。综
失为 80%的分解温度（θ 80 ）分别是 457.5 和 467.6 ℃。 合来看，其力学性能相对较好。
由此可以看出，HPAE 对 WPU 进行改性后，WPU2
胶膜的耐热稳定性显著提高，这主要归因于引入的 2.8 剥离强度
HPAE 与 PPU 中—NCO 发生交联反应，从而使得线 图 8 为 HPAE 含量对 WPU 胶黏剂的剥离强度
型分子链变成了相互编织的三维体型网状结构；此 的影响。由图 8 可知，随着 HPAE 含量的增大，WPU
外，HPAE 的引入增强了聚氨酯分子链的极性，分 胶黏剂的剥离强度呈先增大后减小的趋势，这是因
子间相互作用力也增加，因此 WPU2 胶膜的耐热稳 为，HPAE 的加入使传统线状聚氨酯变成交联网状结
定性比 WPU0 胶膜显著提高。 构，分子间交联紧密，提高了聚氨酯内聚力及粘结力；
同时交联改性使得 WPU 乳液对基材附着力增强且
表 3 WPU 和 WPU2 胶膜的热失重数据表 大量的氨基甲酸酯基及脲基均会提高其粘结强度，
Table 3 Thermal degradation data of WPU0 and WPU2
films 因此剥离强度得到提高；当 HPAE 含量大于 1.5%后，
胶膜 θ 20/℃ θ 40/℃ θ 60/℃ θ 80/℃ θ max/℃ θ 0/℃ 胶黏剂的剥离强度开始下降，这可能是由于体系过高
WPU 324.5 417.8 435.8 457.5 406.7 250.9 的交联度降低了聚氨酯分子链间的运动，最终导致
WPU2 336.4 424.9 440.8 467.6 413.9 250.1 黏性变小，胶层间的粘结力降低 [32] 。当 HPAE 含量为
注：θ 0、θ max 分别为胶膜质量损失为 0、最大时所对应的 0.5%时，胶黏剂的剥离强度为 3.257 N/mm，可达到
温度。 箱包用胶黏剂的使用要求（剥离强度≥2.0 N/mm）；
当 HPAE 含量为 1.0%时，胶黏剂的剥离强度为
2.7 胶膜力学性能分析
4.063 N/mm，可达到鞋用胶黏剂的使用要求（剥离
图 7 为不同 HPAE 含量对 WPU 胶膜力学性能
[28]
强度≥4.0 N/mm） 。
的影响。
图 8 不同 HPAE 含量下 WPU 胶黏剂的粘结性能
图 7 不同 HPAE 含量下 WPU 胶膜的力学性能 Fig. 8 Adhesion performances of WPU additives with
Fig. 7 Mechanical properties of WPU films with different different HPAE contents
HPAE contents
3 结论
由图 7 可知，HPAE 含量为 0、0.5%、1.0%、
1
1.5%、2.0%时，WPU 胶膜的拉伸强度分别为 7.85、 通过 HNMR 和 FTIR 对 HPAE 及 WPU 样品结
9.73、10.33、13.32、16.38 MPa，断裂伸长率分别 构进行了表征，结果表明，已成功合成了预期产物。
为 709.05%、538.40%、533.73%、418.84%、370.33%。 HPAE 含量为 1.0%时，WPU2 乳液及胶膜综合
随着 HPAE 含量的增大，WPU 胶膜的拉伸强度逐渐 性能较好，固含量为 33.67%，胶膜吸水率为 11.22%，
增大，断裂伸长率逐渐减小。这是因为，HPAE 为 水接触角为 90.32°，表明 WPU2 具有较好的耐水性。
反应提供了大量的活性位点，形成了有效的交联网 TGA 分析表明，WPU2 胶膜热稳定性显著提高，其
状结构。随着 HPAE 含量的增加，HPAE 使 WPU 分 最大分解温度由未改性的 406.7 ℃提高到 413.9 ℃；
子间氢键作用增强，分子间交联结构变得更加紧密， WPU2 胶膜机械性能较好，其拉伸强度为 10.33 MPa，
因此胶膜的内聚力增大，胶膜的拉伸强度随之增大。 断裂伸长率为 533.73%，剥离强度为 4.063 N/mm。
另一方面，随着 HPAE 含量的增大，胶膜交联密集， 改变 HPAE 含量，可制备满足不同使用要求的胶黏剂。
