含氟水性聚氨酯拒水拒油性能阻燃性能功能化修饰硕士论文

环境友好型水性聚氨酯的合成及在棉织物上的应用

【关键词】含氟水性聚氨酯; 拒水、拒油性能; 阻燃性能; 功能化修饰;

【英文关键词】waterborne fluorinated polyurethane; water-/oil-repellency; flame retardant; functional Modification;

【中文摘要】水性聚氨酯因其以水为分散介质,具有挥发性有机物(VOC)含量低、环境友好的特点,在纺织品、涂料等应用领域具有重要的意义和作用。当今人们对功能性整理剂的要求越来越高,作为纺织整理剂的重要一支,合成具有多功能性的水性聚氨酯逐渐成为研究热点。本论文从3,3-双(溴甲基)氧杂环丁烷(BBMO)出发,分别合成了两种具有Clickable活性的单体BAMO和BPMO,以及三种分别具有三氟乙基和七氟丁基的氧杂环丁烷单体(FOx、AFOx-C1)。通过对这些单体进行阳离子开环聚合,我们共制备了四种具有不同结构的共聚型含氟聚醚二醇和四种均聚型聚醚二醇。结合红外光谱(FT-IR)、核磁共振(NMR)、凝胶色谱(GPC)等技术分析表征了这八种聚醚二醇的结构。采用以Click Chemistry为手段的Step-growth Polymerization方法,我们将磷酸酯结构以侧链的形式引入到“Clickable”聚醚二醇,得到了PEG1-DEP-C1、PEG1-DEP/DFP-C3、PEG2-DEP/DFP-C1这些具有磷酸酯结构的含氟聚醚二醇。同时,将所合成的含氟笼状倍半硅氧烷(POSS-A)经过Click Ch...

【英文摘要】Waterborne polyurethane is dispersible in water medium, which is environmental friendly and possesses the advantages of low volatile organic compounds (VOC) emission. So it has attracted increasing attention and is widely used in producing environment friendly agents of coating, textile finishing and so on. With the improvement of people's living standard, environmental friendly and multi-functional waterborne polyurethanes will become the main trend. Starting from BBMO, we designed and synthesized the C...

摘要5-7

ABSTRACT 7-8

第一章前言13-15

第二章水性聚氨酯在织物方面的应用15-33

2.1 水性聚氨酯的研究历程15

2.2 水性聚氨酯的基本原料15-19

2.2.1 二异氰酸酯16-17

2.2.2 聚醚多元醇17-18

2.2.3 扩链剂18-19

2.3 水性聚氨酯的制备方法19-20

2.4 含氟水性聚氨酯的研究进展20-24

2.4.1 有机氟化合物的特性20

2.4.2 水性聚氨酯含氟改性方法20-23

2.4.3 含氟水性聚氨酯的发展方向23-24

2.5 有机磷修饰水性聚氨酯研究进展24-28

2.5.1 有机磷/磷酸酯阻燃成分25-27

2.5.2 含磷/磷酸酯氮丙啶类扩链剂27-28

2.5.3 磷腈类阻燃化合物28

2.6 水性聚氨酯笼状倍半硅氧烷(POSS)改性28-31

2.6.1 笼状倍半硅氧烷的定义与分类29

2.6.2 POSS改性高分子复合材料的制备及其结构与性能29-31

2.6.3 含氟POSS的发展及现状31

2.7 超支化聚氨酯的研究进展31-33

第三章功能改性含氟短链阴离子水性聚氨酯的设计思路33-42

3.1 双功能团含氟聚醚33-34

3.2 以"Click Chemistry"为工具的"SGP"聚合方法34-36

3.3 "Clickable"双功能团含氟聚醚二醇36-38

3.4 水性聚氨酯APU设计思路38-42

3.4.1 线性水性聚氨酯合成设计39-40

3.4.2 超支化含氟水性聚氨酯合成设计40-42

第四章功能化含氟聚醚二醇的合成42-65

4.1 3,3-双取代氧杂环丁烷单体的合成42-44

4.1.1 3,3-双(溴甲基)氧杂环丁烷(BBMO)的合成42

4.1.2 3,3-双氟烷基氧杂环丁烷和3-溴甲基-3-氟烷基氧杂环丁烷的合成42-43

4.1.3 3,3-双(叠氮甲基)氧杂环丁烷(BAMO)的合成43-44

4.1.4 3,3-双(丙炔氧基甲基)氧杂环丁烷(BPMO)的合成44

4.1.5 3-叠氮甲基-3-氟烷基甲基氧杂环丁烷(AFOx)的合成44

4.2 "Clickable"单体的制备44-47

4.2.1 丙炔氧基磷酸酯的合成44-45

4.2.2 3-叠氮基丙基七(3,3,3-三氟丙基)多面体笼状倍半硅氧烷的合成45-46

4.2.31 H,1H,2H,2H-全氟辛基炔丙基醚(FEG)的合成46-47

4.3 "Clickable"引发剂、含磷扩链剂与超支化聚酯核的合成47-50

4.3.1 功能化BAPD和DPPD引发剂的合成47-48

4.3.2 含磷扩链剂二(3-羟基苯基)苯氧基膦酸酯(BHPP)的合成48

4.3.3 超支化聚酯核HPE的合成48-50

4.4 "Clickable"聚醚二醇的制备50-59

4.4.1 "Clickable"及含氟均聚聚醚二醇的结构表征与分析51-54

4.4.2 "Clickable"含氟共聚聚醚二醇的结构表征与分析54-59

4.5 功能化修饰含氟聚醚二醇的结构表征与分析59-65

4.5.1 CuAAC反应条件摸索59-60

4.5.2 功能化修饰含氟聚醚二醇的结构表征与分析60-65

第五章功能化水性聚氨酯的合成65-84

5.1 功能化水性聚氨酯的合成65-68

5.1.1 预聚体的制备66-67

5.1.2 扩链反应与成盐乳化67-68

5.2 含三氟甲基及含磷改性水性聚氨酯的合成及表征68-71

5.2.1 红外光谱表征68-69

5.2.2 热性能分析TGA 69-70

5.2.3 乳液粒径测试70-71

5.3 含七氟丙基及含磷改性水性聚氨酯的合成及表征71-76

5.3.1 红外光谱表征72-73

5.3.2 乳液粒径测试73-74

5.3.3 热性能分析TGA 74-76

5.4 含三氟甲基及含磷改性水性聚氨酯的合成及表征76-78

5.4.1 红外光谱表征76-77

5.4.2 乳液粒径测试77

5.4.3 热性能分析TGA 77-78