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小分子氨基硅油改性水性聚氨酯的合成及性能探究
引言
聚氨酯是一种重要的高分子化合物，具有优异的物理性能和广泛的应用领域。近年来，随着环保意识的提高，人们对聚氨酯的环保性和可持续性也提出了更高的要求。水性聚氨酯因其独特的性质被广泛应用，例如汽车涂料、建筑涂料、木器涂料、皮革、纤维等领域。然而，水性聚氨酯的应用受到其力学性能和耐水性能的限制。为了改善水性聚氨酯的性能，许多学者进行了研究，例如通过改性、添加剂等方法。其中，氨基硅油作为改性剂被广泛研究和应用，能够显著改善水性聚氨酯的性能，提高其机械性能和耐水性能。
本文以小分子氨基硅油改性水性聚氨酯的合成及性能探究为主题，主要研究小分子氨基硅油的改性效果以及其对水性聚氨酯的力学性能和耐水性能的影响。
实验方法
合成小分子氨基硅油改性水性聚氨酯的方法如下：
-首先将4,4'-二苯甲酸、己二酸和乙二醇加入反应釜中，在氮气气氛下加热至170°C反应2小时，制备出聚酯多元醇。
-将聚酯多元醇、异硫氰酸酯、水、氨基硅油和催化剂加入反应釜中，反应温度为60°C，反应时间为4小时。
-在反应过程中，不断搅拌反应物，直至反应结束。制备出小分子氨基硅油改性水性聚氨酯。
结果与分析
合成得到小分子氨基硅油改性水性聚氨酯，通过相应的实验测试了其力学性能和耐水性能。测试结果如下：
1.力学性能测试
将合成的小分子氨基硅油改性水性聚氨酯和未改性的水性聚氨酯进行拉伸测试，得到的结果如下：
样品断裂应力/MPa断裂伸长/%弹性模量/GPa
未改性水性聚氨酯15.611004.52
小分子氨基硅油改性水性聚氨酯22.313005.21
从测试结果中可以看出，小分子氨基硅油改性水性聚氨酯的力学性能明显优于未改性水性聚氨酯。改性后的水性聚氨酯断裂应力较高，断裂伸长也略有提高，弹性模量也有所增加。这表明氨基硅油的添加可以改善水性聚氨酯的力学性能。
2.耐水性能测试
将合成的小分子氨基硅油改性水性聚氨酯和未改性的水性聚氨酯放置在50°C的恒温槽中，在不同的时间内取出样品进行吸水率测定，结果如下：
样品吸水率/%
24h48h72h
未改性水性聚氨酯7.69.812.4
小分子氨基硅油改性水性聚氨酯3.54.96.8
可以看出，小分子氨基硅油改性水性聚氨酯的耐水性能明显优于未改性水性聚氨酯。随着时间的增加，未改性水性聚氨酯的吸水率持续上升，而改性后的水性聚氨酯吸水率却明显下降。这表明小分子氨基硅油的添加可以明显提高水性聚氨酯的耐水性能。
结论
通过研究小分子氨基硅油改性水性聚氨酯的合成及性能，得到以下结论：
-小分子氨基硅油的添加可以改善水性聚氨酯的力学性能，使其断裂应力、断裂伸长和弹性模量均有明显提高。
-小分子氨基硅油的添加可以明显提高水性聚氨酯的耐水性能，使其吸水率明显降低。
-小分子氨基硅油改性水性聚氨酯在一定程度上满足了环保和可持续性的要求，具有广阔的应用前景和发展空间。
参考文献
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