專家找到水性聚氨酯的設(shè)計(jì)合成新思路
近日，江漢大學(xué)教授萬曉波團(tuán)隊(duì)在揭示電荷聚集對(duì)水性聚氨酯性能影響的研究中取得重要進(jìn)展，相關(guān)研究成果以《具有帶有多個(gè)磺酸鹽基團(tuán)的新型擴(kuò)鏈劑的水性聚氨酯》為題發(fā)表在國(guó)際期刊《化學(xué)工程學(xué)報(bào)》上。
相關(guān)理論示意圖。受訪單位供圖
環(huán)境友好的綠色工業(yè)是當(dāng)前工業(yè)發(fā)展的主流方向，其中賦予材料水性化是實(shí)現(xiàn)綠色工業(yè)的必然選擇。聚氨酯因力學(xué)性能優(yōu)異、生物相容性好、性能可調(diào)范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，在光電材料、生物醫(yī)用材料等領(lǐng)域已得到廣泛應(yīng)用。為更好賦予聚氨酯水性化特性，該研究創(chuàng)新性提出以離子聚集的手段來平衡聚氨酯的乳化性能和耐水性能的策略。
研究從磺酸鹽型親水?dāng)U鏈劑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出發(fā)，合成了一類新型的含有多個(gè)磺酸離子基團(tuán)的擴(kuò)鏈劑，利用離子基團(tuán)數(shù)量的增加來增強(qiáng)擴(kuò)鏈劑的離子強(qiáng)度。
研究人員介紹，這種具有更高離子強(qiáng)度的擴(kuò)鏈劑能實(shí)現(xiàn)聚氨酯分子鏈上離子電荷數(shù)量的局部聚集，能保證在更低擴(kuò)鏈劑用量的條件下維持聚氨酯乳液中膠束表面的高電位，有助于水性聚氨酯的乳化穩(wěn)定性等性能的提升；而減少離子型擴(kuò)鏈劑用量又能有效降低水性聚氨酯中親水鏈段的比例，從而有效改善了聚氨酯的耐水性。在最優(yōu)情況下，僅需1.2 mol%的離子型擴(kuò)鏈劑即可獲得穩(wěn)定的水性聚氨酯乳液。該研究工作為水性聚氨酯的設(shè)計(jì)合成提供了新思路。
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