天然高分子／水性聚氨酯复合材料制备和研究进展

水性聚氨酯对天然高分子力学性能的改性。另一方 面则 是 以天然 高 分 子作 为分 散 相 或 可 反 应 性 基 团 ， 以水 性 聚氨酯 为连 续相 或改 性基 材 实现 对水 性 聚氨
酯耐 水性及 可 降解性 的改性 作用 。结 合 天然 高分 子 和水 性聚 氨酯 两类材 料 各 自性能 的优 势互 补 以及 两
物¨ Ｊ 工 。在 软段 和 硬 段 发 生微 相 分 离后 ， 段 微 区 硬
分布于软段的连续相 中起着物理交联点的作用 ， 提 供材 料 的力学 性 能 ， 因此 聚 氨 酯具 有 良好 的物 理 机 械性 能 、 耐低温 和耐 磨 性 。而 水 性 聚氨 酯 又 具 有 环
保性 能 ， 得 水 性 聚 氨 酯 材 料 具 有 较 好 的 应 用 前 使 景 Ｊ 。天然 高 分 子 是 一 类 广 泛 存 在 于 植 物 或 动 物 体内， 具有 降解 性 能 的高分 子材 料 ， 常 带有 大量 的 通 羟基 、 氨基 等活 性反 应性 基 团 Ｊ 通 过水性 聚氨 酯 ， 与天然 高分 子共 混 ， 将 天 然 高 分 子 的 活 泼 氢 基 团 或 与异氰 酸根 基 团反 应 制 备嵌 段 型 高分 子 复 合 材 料 ， 选 择合 适 的复配 比例 ， 可 提 高 天 然 高 分 子 的力 学 既 性能 ， 又可 获得 水性 聚氨 酯 的可 降解性 。
种材 料进 行混 合改 性 的可 能 性 ， 绍 了最 新 的 关 于 介
两类 材料 改性 的成 果 和所取 得 的成 就 。
１ 水 性 聚氨酯 对 天然 高分 子 的改性 １ １ 对 淀 粉 的改 性 ．
酯 反应 后得 到 的预 聚体 再 经 小 分 子 多元 醇 （ 多 元 或 胺） 扩链 得到 的软 段 与 硬段 共 存 的一 种 多嵌 段 共 聚
究进展 进行 了总结 。
关 键词 ：水性 聚氨 酯 ； 天然 高分 子 ； 复合材 料
中图分 类号 ： Ｑ ３ ３ ８ Ｔ ２ ．
文献 标识 码 ： Ａ
文 章编 号 ：０ ５—１０ （ ０ ０ ０ ０ ０ ０ １０ ９ ２ ２ １ ） ４— ０ １— ４
聚氨酯 （ Ｕ） 通 过 大分 子 二元 醇 与 二 异 氰 酸 Ｐ 是
羟基 之 间形 成 了氢 键 作 用 ， 混 材 料 显示 出很 好 的 共
・
２・
酯 含 量 的继 续增 加 ， 共混 材 料相分 离程 度随 之增 加 。与不 含水 性聚 氨酯 的增塑
聚氨 酯共 混膜 的柔 软 性变 好 ， 利 于 织 物 经 整理 后 有 仍 保持 织物 的柔 软性 ， 从织 物水 洗 牢度角度 考 虑 ， 共
淀粉相 比， 含有 １％水性聚氨酯 的改性淀粉拉伸强 ０ 度 可从 ２９ ａ增 加 到 ３ ８ ａ 当 水 性 聚 氨 酯 ．３ＭＰ ．９ＭＰ ；
的质量 分数从 ０增 加到 ５ ％ ， 长率 可从 ３ ％迅 速 ０ 伸 ５ 增加到 ８６ 但 由于相分离的存在 ， ８ ％， 拉伸强度却有 所 下降 。另外 由于增 塑淀 粉 中水 性 聚 氨酯 的存 在 ， 混 合物 的吸水 率 也在下 降 。因此 水性 聚氨酯 在增 加
其敏感性 、 机械性能差等缺陷， 限制了淀粉的使用范 围 ＿ 。水 性 聚氨 酯 在 固体 质 量 分数 ４ ％ 以上 仍 具 ６ Ｊ ０
有 较低 的粘 度 和较 低 的有 机挥 发性 ， 别是 聚酯 型 特
水性 聚 氨酯 本身 就含 有可 降解 的酯 类 基 团。所 以水
性 聚氨 酯 自然就 成 为 了改 性 淀粉性 能 的理想 高分 子
材料 之 一 。
Ｃ ｏＸＤ， ａ 等 通 过浇 注 和蒸发 的方 法对 增 塑淀 粉 和 以聚 己 内 酯 为 原 料 制 备 的 水 性 聚 氨 酯 进 行 共
混 ， 备 出含有 可 生物 降解 的改 性 淀 粉 。经 过 广 角 制
ｘ＿ 线衍 射 、 射 差式 扫 描 量 热 法 、 描 电镜 、 学 性 能 扫 力
通 讯 联 系 人
测定和吸水率表征和测定 了改性淀粉的形 态结构 、
热行 为 、 学性 能 。结果 表 明 ， 力 当水 性聚 氨酯 的质量 分 数在 ２ ％ 以下 时 ， ０ 因为处 于 界 面 上 的水 性 聚 氨酯
中存 在 的羧 基 、 羰基 和氨 基 甲酸 酯 基 团与 淀 粉 中 的
（ 徽 大学化 学化 工 学院 安徽 省绿 色高分 子材料 重 点 实验 室 安 摘
要 ：介 绍 了水 性 聚氨 酯与 天然 高分 子的 共混 或将 天 然 高分 子 的活 泼氢基 团与 异氰 酸 根基 团反
应 制备 嵌段 性 高分子 复合 材料 ， 通过 选择 合 适 的复 配 比例 ， 以提 高天 然 高分 子 的 力 学性 能 ， 可 又可 获 得 水性聚 氨 酯 的可 降解性 。对 天 然 高分 子／ 水性 聚氨 酯相 互 配合 制 备 复 合材 料 的 国 内外 最新研
２１ ０ ０年第 ２ ５卷 第 ４期
２ １ ． １２ ｏ ４ ０ ０ Ｖｏ ． ５ Ｎ ．
聚 氨 酯
工 业
Ｐ ＹＵ ＴＨＡＮＥ Ｉ ＯＬ ＲＥ ＮＤＵＳ ＲＹ Ｔ
天 然 高分 子／ 性 聚 氨 酯 复 合 材 料 制备 和 研 究进 展 水
蒋蓓 蓓 杨建 军 吴庆 云 张 建安 吴 明元 合 肥 ２０ ３ ） ３ ０ ９
目前 众 多学 者 从 以下两 个 方 面 对 天然 高 分 子／ 水 眭聚 氨酯 复合 材 料进 行 探 讨 ， 即一 方 面 是 以水 性 聚 氨酯作 为分 散 相 ， 以天 然 高 分 子作 为连 续 相 实 现
淀粉 因为 其储 量 大 、 价格 低 、 生性 好 、 物 降 再 生 解 性佳 和 易改性 的特点 成为 最具 有期 望值 的可 降解 性 天然 高分 子 。然 而这类 高 分子 因为 存在 对水 分极