聚酯型聚氨酯薄膜的制备及性能研究
聚酯型聚氨酯薄膜的制备及性能研究
作者：张凌昊，江贵长，张德浩，李菲，赵忆鑫
(天津科技大学，天津 300222)
来源：包装工程 2019年第19期
目的：以 1,6-六亚甲基二异氰酸酯（HDI）、聚已二酸-1,4-丁二醇酯（PBA）、二甘醇（DEG）为原料制备聚酯型聚氨酯（PU）薄膜，并研究异氰酸根与氢氧根的比值（R 值）对薄膜性能的影响。
方法：采用预聚物法制备 PU，反应所需要原材料的质量通过不同 R 值来确定。将制得的 PU 产物加入 DMF 进行溶解，然后使用流延方法获得薄膜，随后使用红外光谱进行表征；对薄膜的力学性能、透氧性能、热力学性能、透光性以及亲疏水性进行检测。
结果：这种薄膜具有良好的力学性能。随 R 值的增大，断裂伸长率呈下降趋势，拉伸强度先增大后降低；透光性和阻隔性随 R 值增大而降低；疏水性随 R 值增大而增大。
结论：证明了用 HDI 和 PBA 合成 PU 的可行性，且 R 值的变化对 PU 薄膜性能有很大影响。
目前，聚氨酯（PU）广泛应用于合成化学和高分子材料领域。PU 薄膜由于具有良好的抗冲击性、耐化学性、耐热性、机械强度、生物相容性、加工性以及美观的外观特性，在许多场合得到了广泛的应用。大多数 PU 是多嵌段共聚物，通常由硬、软两段组成，通常聚酯、聚醚或聚碳酸酯多元醇构成软段，而二异氰酸酯与低分子量二醇或二胺扩链剂反应生成硬段。
HDI 是脂肪族线性二异氰酸酯，其结构比芳香族二异氰酸酯规整，硬段容易聚集，氢键化作用程度高，其 PU 制品具有良好的抗氧化稳定性、柔韧性，且因为结构中不含苯环，因此制品不会发黄。PBA是聚酯多元醇，结晶度好，酯基和氨基甲酸酯基之间易形成氢键，使聚酯型 PU 强度和硬度提高。DEG是直链扩链剂，制品具有良好的规整度、结晶性以及力学性能；且醇类扩链剂的相对活性较低，反应过程容易控制。方增滨采用 IPDI/HDI，PBA，BDO为原料制备了高强度 PU 热熔胶；王文君等采用PBA 和 5 种不同异氰酸酯合成了 PU 弹性体，以 HDI为原料的弹性体力学性能最高。聚酯型的 PU 薄膜目前已应用于医药材料、弹性材料等诸多领域。
文中采用预聚物法制备 PU，将 HDI 和 PBA 先反应成低分子量的预聚物，然后添加 DEG 与预聚物进行扩链反应。目前鲜有文献报道过 R 值（异氰酸根与氢氧根的比值）对聚酯型 PU 薄膜物性的影响，此研究可填补空缺。
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