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影响水性聚氨酯粒径的因素

2022-02-09 09:04:22

1、亲水成分

乳化时相同剪切力情况下,亲水性成分越多,则乳液的粒径越细,甚至完全溶于水,形成胶体溶液。

对于线型PU,亲水性基团的含量增加,一方面,导致亲水性增强,使粒径减??;另一方面,总离子浓度的增加,导致总双电层厚度的增加和离子流体动力学体积的增加,这会使得粒径增大。此外,由于亲水性的增大而产生的颗粒水膨胀性能也能使粒径明显增大。在亲水性较低时,亲水基团含量的增加导致亲水性增强,使粒径减小是主要原因;亲水性含量较高时,双电层厚度增加和水溶胀性因素部分削弱前者作用,从而乳液粒径变化比较缓慢。

2、交联度

交联程度较小时,乳液粒径受到交联度的影响不大,但随着交联程度的进一步增大,粒径急剧增大,这可能是交联度限制了亲水基团向表面的转移导致的。

3、软段

软段分子量增大,粒径减小。一般认为随分子量增大,软段柔顺性增大,从而改善了乳胶离子变形性,使液体黏度降低,有利于分散相的破碎。

4、剪切力

搅拌越激烈,即把聚氨酯预聚体或其溶液“剁碎”使之分散于水中的剪切力越大,则乳液的颗粒越细,乳液的各项性能越好。

5、R值(配方中NCO/OH的摩尔比)

R值小时,残余的异氰酸根少,乳化时水参与扩链生成的脲键少,预聚体分子量大,黏度大,乳化相转化不易,所得乳液黏度也相对大一些,且由于脲键含量少,乳化过程反应温和,乳液粒径小,乳液较透明。R值大时,水与异氰酸酯反应剧烈,所得乳液粒径大,乳液外观显白色,稳定期较短。从力学性能比较,R值大时,预聚体分子量小,水分子扩链的反应规整性差,最终成品的分子量小,脲键含量多,成膜较硬,但脆性大,伸长率很小。

6、中和度

随中和度的增加,乳液外观由乳白不透明变成蓝色半透明乳液到透明乳液。因为随着中和度增大,聚氨酯的亲水性增加,乳液粒径变小,乳液外观变透,但过量的中和会增大黏度体系,不利施工。(乳液粒径越大,黏度越低)



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