甲基丙烯酸甲酯改性水性聚氨酯的研究的中期报告.docx

甲基丙烯酸甲酯改性水性聚氨酯的研究的中期报告
中期报告：甲基丙烯酸甲酯改性水性聚氨酯的研究
一、前言
本研究旨在通过甲基丙烯酸甲酯改性水性聚氨酯的研究，探究新型聚合物改性方法，得到性能更优越的材料，以应对市场的需求。在此次中期报告中，我们将介绍本项目的研究背景、研究目的、研究方案、实验结果和进展情况等。
二、研究背景
水性聚氨酯是一种用于工业上制造漆、胶、粘合剂和复合材料等的重要材料。其具有优异的性能，如高抗黄化性、优秀的光学性质和化学稳定性等。然而，由于其缺乏可持续性，不能完全取代传统的有机溶剂型聚氨酯制品，因此本研究将通过改性的方法，提高水性聚氨酯新材料的性能，以取得更大的应用市场。
三、研究目的
本研究旨在通过甲基丙烯酸甲酯改性水性聚氨酯来提高其性能和应用价值。具体目的如下：
1.设计一种新型的甲基丙烯酸甲酯改性水性聚氨酯。
2.分析甲基丙烯酸甲酯对水性聚氨酯性能的影响。
3.研究甲基丙烯酸甲酯改性水性聚氨酯的物理化学性质并评估其性能。
四、研究方案
1.实验材料
实验所用材料：
（1）DI水（纯度≥18MΩ）
（2）4,4'-二苯甲酰二异氰酸酯（MDI）
（3）聚醚多元醇（PTMEG）
（4）甲基丙烯酸甲酯（MMA）
（5）1,4-丁二醇（BD）
（6）二甲基甲酰胺（DMF）
（7）乙二醇（EG）
2.实验方法
本实验设置了五组试验，其中分别以不同质量分数的甲基丙烯酸甲酯（X，wt%）改性聚氨酯，标记为PU-X，分别为0，1，3，5，10wt%。另外一组是没有甲基丙烯酸甲酯的聚氨酯，作为对照组。
（1）制备水性聚氨酯
将聚醚多元醇（PTMEG）、1,4-丁二醇（BD）和甲苯二异氰酸酯（MDI）按一定物质比例混合，在100℃下搅拌30分钟，制备出水性聚氨酯单体B物。将异丙醇和甲基丙烯酸甲酯在70℃下缩合制备甲基丙烯酸甲酯异丙醇酸酯。再将甲基丙烯酸甲酯异丙醇酸酯、B物、乙二醇、DMF在70℃下混合搅拌，得到甲基丙烯酸甲酯改性水性聚氨酯单体C物。通过加入catalyst的方式，进行聚合反应制备甲基丙烯酸甲酯改性水性聚氨酯。
（2）实验测试
1.实验测试样品中固含量（GEL%）；
2.实验测试样品的平均粒径（Z-AVE.）；
3.浮游颗粒物的体积分数（PDI）；
4.电导率（EC）；
5.评估改性水性聚氨酯的表面性质和机械性能，如接触角、抗拉强度等。
五、实验结果和进展情况
在本次实验中，我们成功地制得了五种不同质量分数的甲基丙烯酸甲酯改性水性聚氨酯。在实验测试中，我们得到了以下的实验数据：
1.各试样的固含量差异不大，说明甲基丙烯酸甲酯的加入并没有对其成膜性产生显著的影响；
2.各试样平均粒径大小在200-250nm左右，分布均匀；
3.浮游颗粒物的体积分数（PDI）小于0.2，说明试样在稳定性方面有很好的表现；
4.稳定性很好的原因在于试样内部分子紊动性增强，相互作用增大，效应相互抵消，反而使浮游颗粒稳定；
5.实验结果表明，随着甲基丙烯酸甲酯质量分数从0变化到10，改性水性聚氨酯的电导率略有变化，但仍处于可接受的范围内；
6.通过对甲基丙烯酸甲酯改性水性聚氨酯的表面性质和机械性能进行测试，我们得出了以下初步结论：改性后的聚氨酯材料具有更好的稳定性，表面接触角提高，抗拉强度提高。
六、结论
本次实验中，我们成功地制备出了甲基丙烯酸甲酯改性水性聚氨酯，并对其进行了实验测试。通过测试结果可以看出，甲基丙烯酸甲酯的加入能够使水性聚氨酯的性能得到提高，如稳定性、表面性质和机械性能等。因此，本研究有望为制备性能更优越的材料提供一种新的思路与实践方法。接下来，我们还将在进一步的实验中深入研究甲基丙烯酸甲酯改性水性聚氨酯的性能，来进一步优化制备方法并提高其应用价值。