水性聚氨酯合成方式对产品性能产生的影响

水性聚氨酯材料的制备方式可以分为两种,一是外乳化法,二是内乳化法。后者需要增添外加乳化剂强制乳化,乳液稳定性相对较差,而且小分子乳化剂残留会直接影响聚氨酯质量。当前,应用最普遍的方法是内乳化法,即在聚氨酯分子链段中融入亲水性成分,不需要添加乳化剂就可以形成稳定乳液的方式。
可用于聚氨酯水性化的亲水集团可以分为三大类,分别是非离子型、阳离子型和阴离子型,其在产物性能上存在一定的差异。通常,阴离子型有两类,分别是磺酸型和羧酸型。前者可以使用二羟甲基丙酸进行制备,其特征是分子量较小,而且因为位阻作用大多数羧基都能够保留,所以具有相当高的乳化效率。后者,主要依靠融入SO3-Na+基团来获取亲水性,成品的耐水性能超出羧酸型,但是我国几乎不会采用。由于DMPA制备具有良好的水性聚氨酯性能,应用也是最普遍的。阳离子型利用N- 甲基二乙醇胺获取亲水性,因为阳离子水性聚氨酯性质并不是稳定的,对电解质是非常敏感的,所以相关研究和应用是很少的,但是其对包含阴离子的基质具有优异的粘结性能。非离子型和两性离子型应用较少。
按照不同的扩链反应历程,内乳化法可以分为三大类,分别是丙酮法、酮亚胺连氮法和预聚体分散法。其中,丙酮法制成的水性聚氨酯乳液具有稳定性的特征,相对分子量较高而分布范围窄,所以其具有较好的力学性能。然而需要消耗许多有机溶剂,成本较高,效率较低,而且受到反应速率的影响,通常只是适用于制备线性聚合物。