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一种新型UV固化超支化水性聚氨酯的合成及性能研究
绪论
随着现代社会的快速发展，对于环保型材料的需求日益增高。聚氨酯材料具有良好的物化特性，广泛应用于建筑、汽车、印刷等领域。而传统的聚氨酯材料多数采用有机溶剂为介质，易产生环境污染和对人体健康的威胁。因此，研究一种新型环保型的超支化水性聚氨酯具有重要意义。
UV固化技术以其较快的反应速度、高效的固化效果和可控的反应过程，成为了目前高性能涂料的主要固化手段，因而应用广泛。对于超支化水性聚氨酯的研究，固化方法至关重要。本文将探究新型UV固化超支化水性聚氨酯的合成及性能。
材料与方法
超支化聚酯（POSS-HEMA），异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI），乙二醇（EG），丙二醇（PG），异佛尔醇（BDG），3-甲基-3-苯基-丙酮酸（MPA），联苯异氰酸酯（PDI），三丙氧基硅烷（TESPS）以及苯甲酸甲酯等将作为本实验的试剂。
首先，采用溶液聚合法制备了超支化聚酯聚合物。将POSS-HEMA和MPA按照摩尔比例混合，溶于甲醇和丙酮的混合溶剂中，并加入碱催化剂。反应后的产物进行蒸馏、真空干燥和筛网处理。
接着，采用两步法合成超支化水性聚氨酯。首先，按照摩尔比例将IPDI与EG进行缩合反应，得到异氰酸酯基团的预聚物。随后，在反应体系中加入超支化聚酯、PDI、BDG和PG，加入反应体系中。将反应物加热至80°C反应7h，样品经热水溶解后进行真空蒸干燥即可合成超支化水性聚氨酯。
结果与分析
在实验过程中，得到的超支化水性聚氨酯具有良好的物理性质和化学性质。对合成产物进行FTIR和1HNMR分析，可以确认产物的结构和成分。所得聚合物的结构与预期相符，且具有良好的超支化程度和分子量分布。
对于固化效果，实验采用紫外光进行固化，即将试样置于UV灯下辐照10min即可。固化后的样品经TGA测试，可以看到样品具有良好的热稳定性和耐高温性。
在涂料性能方面，实验对比了实验样品和市售水性聚氨酯的涂膜性能，结果表明实验样品的涂膜性能明显好于市售样品。实验样品具有良好的硬度、耐磨性、耐化学性能和抗黄变性能。在柔韧性上，实验样品与市售样品相差不大。
结论
本文通过溶液聚合法制备超支化聚酯聚合物，采取两步法合成超支化水性聚氨酯，并对合成产物的物化特性和涂料性能进行了评估。结果表明，合成的超支化水性聚氨酯具有良好的物理性质和涂料性能，且固化效果优异。本实验结果为新型环保型的超支化水性聚氨酯的合成和应用奠定了基础。