Page 53 - 涂层与防护2019-01
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郝伟，等：不同软段水性聚氨酯在合成革表面处理中的性能研究
的分子间作用力强，故而 100%模量高于 PTMG 基。 醚
键较易旋转，分子柔顺性好，其断裂伸长率相对较高。
PCL 基水性聚氨酯可在 100%模量和断裂伸长率之间
取得最佳的平衡，其 100%模量为 12.6 MPa，断裂伸长
率可达 360%。
图 2 不同软段水性聚氨酯胶膜吸水率随时间变化曲线
2.4 不同软段水性聚氨酯胶膜力学性能测试
通过图 3 柱状图的分析比较可以看出，PCDL 基
水性聚氨酯的 100%模量最大，PNA 基、PCL 基次之，
PTMG 基 100%模量最小，但断裂伸长率则最高。 由于 图 3 不同软段的水性聚氨酯力学性能测试柱状图
PCDL 基水性聚氨酯链段排列规整，结晶程度高，故内
2.5 不同软段水性聚氨酯胶膜的 TGA 分析测试
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聚能较大，从而胶膜的 100%模量较大 。 PNA 基、PCL
基水性聚氨酯由于分子结构中含有酯基，酯键的内聚 从应用角度来讲，研究聚合物的耐热性能对于聚
能（12.2 kJ/mol）比醚键的内聚能（4.2 kJ/mol）大，软段 合物的实际使用是有重要指导意义的。 聚合物的耐热
(a) (b)
图 4 不同软段的水性聚氨酯的热重 TGA(a)和 DTG(b)曲线
性可以用其软化温度和热分解温度来衡量。 软化温度 PTMG 基水性聚氨酯分子链较为规整，侧基较少，有利
是指聚合物由弹性态变为黏流态的温度，也是聚合物 于硬段氢键的形成， 使得链段间二级键作用力增强，
[8]
能够模塑加工的最低温度。 而热分解温度是指聚合物 从而提高了胶膜的耐热性能 。
发生化学键断裂的最低温度。 聚氨酯材料其氨基甲酸
2.6 不同软段水性聚氨酯在合成革表面处理
酯热分解温度较低，遇热优先分解，其耐热性能的优
中的应用测试
劣，极大程度取决于软段结构（大 分 子结 构）的 耐 热
性。 测试发现（图 4），PTMG 基水性聚氨酯的耐热性是 因 为 聚 氨 酯 具 有 重 复 的 氨 基 甲 酸 酯 （—
明显优于其他几种软段水性聚氨酯的，存在两个热分 NHCOO—）结构单元，与天然皮革纤维中所含的氨基
[7]
解温度阶段 。 第一个阶段温度范围是 260~370 ℃，第 酸结构相似，使整理的皮革既柔软又富有身骨，可获
二个 阶段 温 度 范 围 是 370~450 ℃。 经 过 分 析 发 现 ， 得优良的柔性和韧性的平衡，具有酷似天然皮革的手
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