聚酯型水性聚氨酯胶膜结晶性与耐热性的关系*

夏正斌 曹高华 张燕红 雷亮

(华南理工大学 化学与化工学院，广东 广州 510640)

水性聚氨酯(WPU)是一种由软段和硬段交替组成的多嵌段聚合物.由于软段和硬段的热力学性质差异较大，它们在聚合物中各自聚集、产生微相分离并形成各自的微区，因此WPU 的聚集态可能存在软段相和硬段相，其分别又含有晶相和非晶相［1-3］.聚氨酯硬段的聚集是造成微相分离的重要原因，它可使聚氨酯的内部结构形成轻度的“交联”，从而赋予其优异的机械性能.但与其他高分子材料相比，聚氨酯材料的耐热性较差，在高温下容易分解而失去强度，从而限制了聚氨酯在某些领域的应用.

近年来，许多学者研究了聚氨酯热分解的机理［4-6］及动力学［7-8］，总的来说，聚氨酯的热分解过程可分为两个阶段:第一阶段分解较慢，在相对较低的温度下发生，主要为硬段的分解，这是因为硬段所含基团的分解温度一般较低(氨基甲酸酯140～160 ℃，脲基甲酸酯100～120℃，脲160～200℃，缩二脲115～125℃［9］);第二阶段的分解温度通常接近纯低聚物二元醇的分解温度，属软段的分解.

改善聚氨酯材料耐热性能的方法有很多，如在聚氨酯分子中引入交联结构［10］或对聚氨酯进行环氧改性［11］、丙烯酸酯改性［12］、有机硅改性［13］、纳米二氧化硅改性［14］等，这些方法均可不同程度地改善聚氨酯的耐热性能，但应用在WPU 材料时，易造成体系相容性不好、乳液粒径增大、储存稳定性不佳等缺点.事实上，通过调整WPU 的分子结构和凝聚态结构以调整其结晶性……