Page 77 - 《精细化工》2021年第7期

第 7 期 夏雪婷，等: 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 ·1359·

乳液转相变易，乳液开始呈透明状，离心稳定性好， 备的 TWPU 胶膜拉伸强度均在 7 MPa 以上，断裂伸
固含量均可达到 30%，结合图 3 的 TEM 照片可知， 长率均在 700%以上，说明在无需羟基预保护下，制
TWPU3 均匀分散在水相中，且乳液粒径大小较均一。 备的 TWPU 胶膜的力学性能仍具优势。
2.5 TWPU 胶膜吸水率和水接触角分析
图 5 为不同 TMPEG 质量分数对 TWPU 胶膜吸
水率的影响。

图 3 TWPU3 的 TEM 照片
Fig. 3 TEM image of TWPU3
图 5 TMPEG 质量分数对 TWPU 胶膜吸水率的影响
2.4 TWPU 胶膜力学性能分析 Fig. 5 Effect of TMPEG mass fraction on water absorption
of TWPU films
图 4 为 TMPEG 质量分数对 TWPU 胶膜力学性

能的影响。 由图 5 可知，随着 TMPEG 质量分数的增加，

胶膜的吸水率逐渐增加，TMPEG 质量分数为 20%、
24%和 28%时，胶膜吸水率分别为 18.9%、22.2%和
25.4%，即 TWPU5 的吸水率相对于 TWPU1 增加了
6.5%。这是因为 TMPEG 具有聚氧化乙烯链段，在
TWPU 中作为亲水链段存在，随着 TMPEG 质量分
数的增加，引入到 TWPU 中的亲水链段也随之增加，
TWPU 的亲水性增大，水更易进入胶膜内部并与内
部的亲水链段进行缔合。在水分子的作用下，大分
子的分子间距增大，导致胶膜溶胀 [16] ，所以吸水率
逐渐增加。

图 4 TMPEG 质量分数对 TWPU 胶膜力学性能的影响 图 6 为各 TWPU 胶膜的水接触角柱状图。
Fig. 4 Effect of TMPEG mass fraction on mechanical
property of TWPU films

由图 4 可知，TMPEG 质量分数从 20%增加到
28%，TWPU 胶膜拉伸强度从 8.4 MPa 减小到
7.2 MPa，而断裂伸长率从 722%逐渐增大到 780%。
当 TMPEG 质量分数为 24%时，拉伸强度为 7.8 MPa，
断裂伸长率为 768%。这是由于随着 TMPEG 质量分
数的增加，分子软段比例相对增大，分子链中柔性
长链增加，会显著提高 TWPU 胶膜的柔顺度，使断
裂伸长率增大，分子硬段比例相对减小，刚性长链
图 6 TWPU 胶膜的水接触角柱状图
减少，则拉伸强度降低。LI 等 [11] 在预保护羟基的前 Fig. 6 Water contact angle histograms of TWPU films
提下与 MPEG 反应合成亲水单体，其质量分数为
20.89%时，制备的 水性 聚氨酯 胶膜 拉伸强 度为 从图 6 可看出，随着 TMPEG 质量分数的增加，
6.59 MPa，断裂伸长率为 1229%。与文献[11]相比， TWPU 胶膜水接触角逐渐减小，从 TWPU1 胶膜的
以无需预保护羟基合成的 TMPEG 为亲水单体，制 89°减小到 TWPU5 的 76°，水接触角下降了 13°。当