Page 206 - 《精细化工》2023年第2期

·428· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 40 卷

表 2 WPU 乳液性能参数 BY3026 添加量的增多，聚氨酯表面能有上升的趋
Table 2 Performance parameters of WPU emulsions 势，这可能是由于 BY3026 的含量过多导致出现与
样品 乳液外观 稳定性/月 粒径/nm 耐冻融性 聚氨酯不相容的状况 [14] ，使得胶膜表面能开始增加。
BWPU1 半透明泛蓝光 >6 65.5 无变化
BWPU2 乳白色不透明 >6 101.6 无变化 表 4 WPU 胶膜的接触角及表面能参数
BWPU3 乳白色不透明 >6 139.5 无变化 Table 4 Contact angle and surface energy parameters of
BWPU4 乳白色不透明 >6 153.8 少量絮状物 WPU films
2
BWPU5 乳白色不透明 >6 185.7 少量絮状物 接触角/(º) 表面能参数/(mJ/m )
样品
水 二碘甲烷 乙二醇  LW   S   S

S
S
2.4 WPU 胶膜耐水性分析
BWPU1 81.80 39.50 60.60 39.87 0.08 7.21 41.38
图 5 为 WPU 胶膜 24 和 48 h 的吸水率。
BWPU2 85.70 46.70 70.50 36.11 0.38 7.93 39.59

BWPU3 89.40 51.10 71.00 33.67 0.15 5.32 35.43
BWPU4 90.40 50.70 72.20 33.90 0.20 4.98 35.91
BWPU5 95.40 49.60 75.10 34.51 0.30 2.72 36.31

2.6 WPU 胶膜力学性能分析
图 6 为 WPU 胶膜的应力-应变曲线；表 5 为
WPU 胶膜的力学性能数据。

图 5 WPU 胶膜 24 和 48 h 的吸水率
Fig. 5 Water absorption rate of WPU films at 24 and 48 h

由图 5 可知，随着 BY3026 添加量的增多，胶
膜的吸水率均逐渐下降，24 h 的吸水率从 2.72%下
降至 1.53%，48 h 的吸水率从 3.74%下降至 2.4%，
其中，m(BY3026)∶m(PNA)=2∶5 时的 24 和 48 h
的吸水率分别为 1.81%和 2.95%，说明 BY3026 的加
入使聚氨酯胶膜的耐水性明显提高，这可能是由于 图 6 WPU 胶膜的应力-应变曲线
Fig. 6 Stress-strain curves of WPU films
BY3026 中的疏水性长烷基链迁移到 WPU 胶膜的表
面上，降低了水分子的渗透和扩散 [12] 。另一方面， 表 5 WPU 胶膜的力学性能数据
长烷基链的空间位阻较大 [13] ，使水分子难以与亲水 Table 5 Mechanical properties of WPU films
基团结合，从而提高了胶膜的耐水性。 BWPU1 BWPU2 BWPU3 BWPU4 BWPU5
2.5 WPU 胶膜接触角和表面能分析 拉伸强度/MPa 52.6 45.3 41.4 39.0 38.7
表 3 为检测液体的表面能；表 4 为 WPU 胶膜 断裂伸长率/% 2607.2 2521.2 2239.1 2146.1 1911.2
的接触角及表面能参数。
如图 6 和表 5 所示，随着 WPU 胶膜中 BY3026
表 3 检测液体的表面能 添加量的增多，胶膜的拉伸强度从 52.6 MPa 下降至
Table 3 Surface energy of testing liquid
38.7 MPa，断裂伸长率从 2607.2%下降至 1911.2%；
2
2
2
+
2

检测液体 γ /(mJ/m ) γ LW /(mJ/m ) γ /(mJ/m ) γ /(mJ/m )
L
S
L
L
当 m(BY3026)∶m(PNA)=2∶5 时，拉伸强度和断裂
水 72.80 21.80 25.50 25.50
伸长率分别为 41.4 MPa 和 2239.1%，符合国标 GB/T
乙二醇 48.00 29.00 1.90 47.00
19250—2013《聚氨酯防水涂料》中的规定。因为聚
二碘甲烷 50.80 50.80 0 0 [15]
酯多元醇中的酯基内聚能较高 ，制备的 WPU 力学
如表 4 所示，胶膜的表面能先减小后增大，当 性能较好，一方面可能随着 BY3026 含量的增多，软
m(BY3026)∶m(PNA)=2∶5 时，胶膜表面能达到最 段中 PNA 含量占比下降，分子链的规整性变差，使力
2
小值，为 35.43 mJ/m 。这可能是由于，随着 BY3026 学性能降低；另一方面，在成膜的过程中，BY3026
添加量的增多，体系中的长烷基链迁移到聚氨酯表 中的疏水基团会不断向膜表面迁移，加剧相分离程
面，使胶膜的疏水性增强，表面能降低。但随着 度，降低氢键作用力 [16] ，导致拉伸强度下降。