氨基硅烷偶聯(lián)劑對改性水性聚氨酯膠膜性能的影響

隨著國家對VOC排放的控制以及人們環(huán)保意識的增強(qiáng)，具有不燃、無毒、無污染等特點(diǎn)的水性聚氨酯( WPU)逐漸受到人們的青睞。然而，由于親水基團(tuán)的引入導(dǎo)致水性聚氨酯膠膜的耐水性、熱穩(wěn)定性以及力學(xué)性能變差，從而限制了其應(yīng)用。

為了彌補(bǔ)水性聚氨酯的缺陷，提高其綜合性能，擴(kuò)大其應(yīng)用范圍，需要對其進(jìn)行改性。硅烷偶聯(lián)劑中硅原子獨(dú)特的化學(xué)性質(zhì)使其具有低表面能，在成膜過程中硅原子會向表面富集，賦予聚合物涂膜優(yōu)良的耐水性、耐油污性和耐候性。

硅烷偶聯(lián)劑的加入可以有效地改善聚氨酯膠膜耐熱性差的缺點(diǎn)。同時，硅烷氧基在聚氨酯水分散時易水解形成硅羥基，在成膜過程中易脫水而形成致密的硅氧硅三維交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，使得膠膜的力學(xué)性能和耐水性都得到提高。

本文采用3－氨基丙基三乙氧基硅烷(KH-550)對WPU進(jìn)行封端改性，將硅氧烷鏈段引入到WPU的分子鏈中。本文主要研究KH-550的用量對水性聚氨酯膠膜性能的影響，為KH-550改性水性聚氨酯提供有價值的理論依據(jù)。

未改性的WPU膠膜的吸水率很高，當(dāng)偶聯(lián)劑KH-550加入量達(dá)9%時，吸水率可以降至理想狀態(tài)。未改性的WPU膠膜在丙酮和乙二醇丁醚中幾乎全部溶解，KH-550改性后的膠膜在二者中浸泡后出現(xiàn)軟化現(xiàn)象，但未發(fā)生溶解現(xiàn)象。改性的WPU膠膜耐溶劑性強(qiáng)。

通過偶聯(lián)劑KH-550改性，膠膜硬段初始分解溫度有所提高，且隨著KH-550用量的增加，膠膜初始分解溫度繼續(xù)提高，這說明KH-550改性對WPU硬段的耐熱性有所改善。

KH-550用量為3%時，損耗模量達(dá)到最大值，說明KH-550用量為3%時，聚氨酯膠膜的韌性最強(qiáng)。當(dāng)KH-550用量為6%時拉伸強(qiáng)度達(dá)到最大值。KH-550的加入可以很大程度地提高WPU膠膜的機(jī)械性能。