高强度、高透明的生物基水性聚氨酯的结构设计与性能
摘要:聚氨酯涂料被广泛用作各种基材的保护层和装饰层. 然而,大量使用溶剂型涂料会造成环境污染. 水性聚氨酯涂料具有低毒性和低挥发性有机物排放的特点,是一种环保型涂料,但制造水性聚氨酯的主要原材料来自不可持续的石油资源. 本研究利用生物基聚三亚甲基醚二醇(PO3G)通过预聚体法合成了一系列生物基含量在60%左右的生物基水性聚氨酯(WPU),对WPU的结构和性能进行了系统表征. 结果表明,随着亲水扩链剂含量的提高,乳液的粒径和样品的断裂伸长率降低,乳液的Zeta 电位绝对值和黏度,胶膜微相分离程度,拉伸强度和杨氏模量提高,其中WPU-7样品的拉伸强度和杨氏模量分别达到55.2和77.1 MPa,韧性为97.18 MJ·m-3,所有样品在可见光波长范围内透光率均超过89%,此材料有望应用于显微镜镜片等领域的保护和装饰. 这项研究为设计具有优异性能的生物基WPU提供了新思路,从而减少对石化资源的依赖.