Page 73 - 《精细化工》2021年第7期

第 38 卷第 7 期 精 细 化 工 Vol.38, No.7
202 1 年 7 月 FINE CHEMICALS July 2021

功能材料
不需预保护羟基的侧链亲水非离子

水性聚氨酯的制备与性能

夏雪婷 1,2 ，杨建军 1,2* ，吴庆云 1,2 ，吴明元 1,2 ，张建安 1,2 ，刘久逸 1,2

（1. 安徽大学 化学化工学院，安徽 合肥 230601；2. 安徽省绿色高分子材料重点实验室，安徽 合肥
230601）

摘要：以酒石酸与聚乙二醇单甲醚（MPEG）为原料，在不需预保护酒石酸中羟基的情况下，经过酯化反应合
成了酒石酸聚乙二醇单甲醚酯（TMPEG），以其为亲水单体通过预聚体法制备了一系列非离子型水性聚氨酯
1
（TWPU）乳液。通过 HNMR、FTIR、拉伸测试对 TMPEG 和 TWPU 进行了结构表征与性能测试。考察了亲
水单体 TMPEG 质量分数对 TWPU 贮存稳定性、力学性能、吸水率的影响。结果表明：当 TMPEG 质量分数为
24%（以 TMPEG、聚己二酸-1,4-丁二醇酯二醇、异佛尔酮二异氰酸酯、三羟甲基丙烷、乙二胺的总质量为基准，
下同）时，TWPU 乳液平均粒径为 85 nm，TWPU 胶膜接触角为 84°，拉伸强度为 7.8 MPa，断裂伸长率为 768%。
关键词：酒石酸；酯化；亲水单体；非离子型；水性聚氨酯；功能材料
中图分类号：TQ323.8 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2021) 07-1355-06

Preparation and properties of side chain hydrophilic nonionic waterborne
polyurethane without preprotective hydroxyl groups

1,2
1,2
1,2
XIA Xueting , YANG Jianjun 1,2* , WU Qingyun , WU Mingyuan ,
1,2
1,2
ZHANG Jian'an , LIU Jiuyi
（1. School of Chemistry and Chemical Engineering, Anhui University, Hefei 230601, Anhui, China; 2. Key Laboratory
of Environment-Friendly Polymer Materials of Anhui Province, Hefei 230601, Anhui, China）
Abstract: Polyethylene glycol monomethyl ether tartrate (TMPEG) was synthesized from tartaric acid and
polyethylene glycol monomethyl ether (MPEG) by esterification reaction，in which the hydroxyl group in
tartaric acid was not preprotected. Then, a series of nonionic waterborne polyurethane (TWPU) emulsions
were prepared by prepolymer method using TMPEG as hydrophilic component. The structure and
1
properties of TMPEG and TWPU samples were characterized by HNMR, FTIR and tensile test. The
effects of TMPEG mass fraction on the storage stability, mechanical properties, water absorption of TWPU
samples were studied. The results showed that when the mass fraction of TMPEG was 24% (based on the
total mass of TMPEG, polyadipate-1,4-butanediol ester diol, isophorone diisocyanate, trimethylpropane and
ethylene diamine, the same below), the average particle size of the prepared TWPU emulsion was 85 nm,
the contact angle, tensile strength, elongation at break of the TWPU film were 84°, 7.8 MPa and 768%,
respectively.
Key words: tartaric acid; esterification; hydrophilic monomer; nonionic type; waterborne polyurethane;
functional materials

[4]
[5]
水性聚氨酯（WPU）具有绿色环保等优点，广 用 2,2-二羟甲基丙酸 、二乙醇胺 等为亲水单体制
泛应用于皮革、服装、涂料等行业 [1-3] 。研究人员常 备阴/阳离子型水性聚氨酯，但此类亲水单体价格昂

收稿日期：2021-01-10; 定用日期：2021-03-10; DOI: 10.13550/j.jxhg.20210035
基金项目：安徽省 2018 年度科技重大专项（18030901077）；安徽省高校自然科学研究重点项目（No. KJ2016A792）
作者简介：夏雪婷（1997—），女，硕士生。联系人：杨建军（1960—），男，教授，博士生导师，E-mail：andayjj@163.com。