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高性能水性环保聚氨酯胶粘剂及施工工艺目前，世界合成胶粘剂发展的趋势突出表现为环保和高性能化[1]。
随着环保法规的日趋严格，各发达国家大力研制水性胶粘剂。
由于水性聚氨酯胶粘剂的综合性能优越，在各类水性胶粘剂中独树一帜，近年来受到国内外的广泛关注，特别是高性能水性聚氨酯胶粘剂的开发研究已成为热点课题。
1、水性聚氨酯水性聚氨酯是配制水性聚氨酯胶粘剂的基础物质和关键组分，它的性能直接决定胶粘剂的最终性能。
根据粒子所带电荷种类，水性聚氨酯可分为阴离子，阳离子，非离子三种类型。
水性聚氨酯的制备一般是先合成一定分子量的聚氨酯预聚体，然后在剪切力作用下将预聚体分散在水中。
目前其制备方法以亲水单体扩链、自乳化法为主(所谓亲水单体扩链法)，即在聚氨酯预聚体的分子结构中引入亲水性扩链剂，所得聚合物无需外加乳化剂就能直接分散于水中形成水性聚氨酯。
亲水单体扩链法的合成工艺有溶剂法、预聚物分散水中扩链法、熔融分散缩聚法等。
早在四、五十年代，水性聚氨酯已有少量的研究，但由于贮存稳定性差等原因，这项研究工作进展不大，直到1972年德国Bayer公司正式将聚氨酯水分散液作为皮革涂料后，才开始迅速发展[8]。
据报道，1992年至1997年间水性聚氨酯的年平均增长率为8％[9]。
我国从70年开始研究水性聚氨酯，近年来研究工作也十分活跃[10]。
研制工作具有以下特点：(1)从产品结构来看，主要是乳液型，水溶性次之，胶乳型则不常见。
(2)从原料来看，多元醇主要用聚醚型，聚酯型次之，聚碳酸酯极少见。
异氰酸酯的品种更少，只有TDI，HDI、MDI仅见报道。
扩链剂多用醇类，胺类较少使用。
(3)从制备方法及种类来看，一般是自乳化，羧酸型、阴离子体系；外乳化，磺酸型，季铵盐型乳化体系较少；熔融分散，固体自发分散法等则未涉及。
(4)从理论与应用角度来看，着重应用开发，理论研究很少。
欲配制高性能水性聚氨酯胶粘剂，必须制备高性能水性聚氨酯。
大多数水性聚氨酯主要是线性热塑性聚氨酯，由于其涂膜没有交联，分子量较低，因而耐水性，耐溶剂性，胶膜强度等性能还较差。
水性聚氨酯以水代替有机溶剂作为分散介质，具有明显的环保价值[1]。
国内外水性聚氨酯的制备大多采用IPDI、TDI及HMDI等异氰酸酯[2-4]，很少使用MDI[5]，但脂环族异氰酸酯的价格较高，提高了水性聚氨酯的成本，因此研究利用廉价易得的MDI来制备高性能的水性聚氨酯对降低水性聚氨酯的成本具有重要的意义。
现阶段制约水性聚氨酯发展的一个重要因素就是水性聚氨酯胶膜耐水性较差，普通水性聚氨酯胶膜的吸水率约为20%～60%[6]，改性后的胶膜吸水率可降低到10%～20%[7]，仍然无法与溶剂型聚氨酯相媲美(吸水率为4%～7%[8])。
本文讨论了一种利用芳香族异氰酸酯MDI制备新型水性聚氨酯乳液的方法，制得的乳液常温下即可成膜，且克服了内乳化法制得的聚氨酯乳液成膜物吸湿率大这一固有缺陷，胶膜的吸水率降至4%～12%，并对影响胶膜吸水率及力学性能的各种因素进行了研究。
1.实验原料聚酯二元醇(Mn=1000)：工业级;二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)：工业级，烟台万华聚氨酯股份有限公司;二羟甲基丙酸(DMPA)：工业级;三乙胺(TEA)：分析纯，天津市博迪化工有限公司;乙二胺：分析纯，天津市科密欧化学试剂开发中心;丙酮、N，N′-二甲基甲酰胺(DMF)：分析纯，济南试剂总厂;二月桂酸二丁基锡(DBTDL)：化学纯，上海试剂一厂;去离子水：实验室自制。
水性聚氨酯乳液的制备在装有电动搅拌器、回流冷凝管、温度计、氮气进出口的500mL四口烧瓶中，加入110℃真空脱水的聚酯二元醇，在60℃时加入计量的MDI丙酮溶液反应10～20min，然后加入DMPA的DMF溶液，搅拌5～10min后向其中加入剩余MDI，滴加催化剂，继续保温反应50～90min，待反应至—NCO含量达理论值时(正丁胺滴定法测定)，加入TEA成盐。
待体系中异氰酸酯含量少于%时反应结束，取出降温至30℃以下，然后将一定量的水快速加入体系中并高速搅拌1h。
水性聚氨酯胶黏剂简介一、水性聚氨酯胶黏剂分类到目前为止，水性聚氨酯的研究已有60多年，其有各种各样的分类方式，通常采用的分类方式有以下六种。
1、按使用形式分类按使用形式分类，可分为单组份与双组分水性聚氨酯。
（1）单组份水性聚氨酯单组份水性聚氨酯应用最早，一般指可直接投入生产使用的或者无需交联剂的水性聚氨酯，有着耐水性较差的缺点，但通过交联改性可以获得较高的稳定性、力学性能、耐水性的提升。
（2）双组分水性聚氨酯双组分水性聚氨酯是指多异氰酸酯预聚体与多元醇两个组分，其单独使用时不能直接投入生产，必须添加交联剂。
使用时将两组分混合，多异氰酸酯与多元醇和空气中的水反应，生成聚脲与聚氨酯，从而产生交联。
双组分水性聚氨酯的耐水性较好，但多异氰酸酯与水反应生成CO2，导致聚氨酯胶膜气泡较多，外观较差，且不环保。
2、按亲水基团分类根据水性聚氨酯分子主链或者侧链上的离子基团性质或是否携带离子基团，可将其分为阴离子、阳离子和非离子型。
（1）阴离子型水性聚氨酯因为反应完全、综合性能好而最为常用，可以分为羧酸型和磺酸型，其离子基团一般在侧链上。
（2）阳离子型水性聚氨酯为主链或侧链上含有锍离子或铵离子的水性聚氨酯，亲水的铵离子一般由含氨基的扩链剂经酸化或者烷基化的反应形成，也可以将含氨基的聚氨酯与环氧氯丙烷以及酸反应生成，阳离子型水性聚氨酯的主要缺点是热稳定性与力学性能较差。
（3）非离子型水性聚氨酯的分子主链或侧链中不带有亲水离子基团。
要使非离子型水性聚氨酯乳化，就必须加入乳化剂并在高速旋转的剪切乳化机下乳化，也可以通过形成非离子亲水基团来进行乳化，如羟甲基，非离子型的水性聚氨酯耐水性较差。
3、按原料分类水性聚氨酯的主要原料为低聚多元醇和多异氰酸酯。
（1）低聚多元醇按主要原料多元醇分类，有聚酯多元醇、聚醚多元醇、聚四氢呋喃、聚丙烯酸多元醇、丙烯酸酯、聚碳酸酯多元醇、聚己内酯二醇、蓖麻油、聚酯酰胺、聚丁二烯二醇等，主要使用的是聚酯型二元醇和聚醚型二元醇。
水性聚氨酯的改性研究新进展潘季荣;黄森;肖新颜【摘要】水性聚氨酯（WPU）广泛应用于建筑、涂料、电气绝缘及国防等领域,但是由于WPU制备过程中会引入亲水基团,导致其耐水耐油性、耐化学品性、耐候性等不如人意,需对其进行改性。
本文对WPU的最新改性方法,如有机硅改性、有机氟改性、丙烯酸酯改性、环氧树脂改性、纳米无机材料改性等进行了综述,并对WPU改性研究方向进行了展望。
%Waterborne polyurethane（WPU） had a widely application in the field such as construction,coatings,electrical insulation and defense.However,the special performance of the waterborne polyurethane can not meet the needs of most user duing to the introduction of hydrophilic groups in the synthesis of the polyurethane.Many attention has been paid to improve the water and oil resistance,chemical resistance,weather resistance of WPU.Several modification methods for waterborne polyurethane,including organosilicone modification,organofluorine modification,acrylate modification,epoxy resin modification and nano-material modification WPU,are summarized.And the future development trend of modified WPU is expected.【期刊名称】《河南化工》【年(卷),期】2012(000)003【总页数】5页(P21-25)【关键词】聚氨酯改性;有机硅;有机氟;丙烯酸酯【作者】潘季荣;黄森;肖新颜【作者单位】华南理工大学化学与化工学院,广东广州510640;华南理工大学化学与化工学院,广东广州510640;华南理工大学化学与化工学院,广东广州510640【正文语种】中文【中图分类】TQ323.8水性聚氨酯(WPU)是以水为分散介质，其分散液含有少量或者不含有机溶剂的聚氨酯。
水性聚氨酯的制备及影响其性能因素桑 潇（淄博职业学院化学工程系，山东淄博，２５５０２０）摘 要 水性聚氨酯是以水作为介质，具有不燃、无毒、无污染、节省能源及易贮存等优点，使用方便。
本文论述了制备水性聚氨酯所用的原料和制备方法，以及影响其性能的因数。
关键词：水性聚氨酯自乳化法预聚体法１ 引言水性聚氨酯以水作为介质，具有不燃、无毒、无污染、节省能源及易贮存等优点，使用方便。
同时具有溶剂型聚氨酯的一些重要性能特征，因此备受注，成为当今聚氨酯领域发展的重要方向。
近年来，水性聚氨酯的应用有了新的发展。
２ 水性聚氨酯的制备制备原料：低聚物多元醇、异氰酸酯、扩链剂、成盐剂、乳化剂、水和有机溶剂。
制备原理：主要原料是多异氰酸酯与聚醚或聚酯多元醇，利用多异氰酸酯中－ＮＣＯ基与醇中的－ＯＨ基反应生成聚氨酯预聚体，经过扩链后，用封端剂封端成为阴离子的水溶性聚氨酯化合物。
后者在加热时发生裂解，其中的异氰酸酯基（－ＮＣＯ）恢复活性［１］。
２．１ 水性聚氨酯的制备方法２．１．１ 基本方法论述大多数水性聚氨酯的制备包含两个主要步骤：（１）有低聚物二醇参与，形成高分子量聚氨酯预聚体；（２）在剪切力作用下在水中分散。
使聚氨酯分散于水，形成稳定的乳液，有两种基本方法：一种是采用外乳化法，在乳化剂存在下将聚氨酯预聚体或聚氨酯有机溶液强制性乳化于水中；另一种是在制备聚氨酯的过程中引入亲水性成分，不需要添加乳化剂，此法为内乳化法。
有时还可把外乳化法和内乳化法结合起来，制备水性聚氨酯［２］。
２．１．２ 聚氨酯乳液的合成方法在三口烧瓶中加入计算量的聚酯二元醇、异佛尔酮二异氰酸酯和少量复合催化剂后，缓升温至８０℃，反应１ｈ，用二丁胺滴定法判断反应终点。
达到终点后，加入计算量的亲水性扩链剂二羟甲基丙酸（用少量Ｎ－甲基－２－吡咯烷酮溶解）及适量丁酮，保温反应至－ＮＣＯ摩尔分数达到理论值后，降温至３０℃。
加入与二羟甲基丙酸等摩尔量的三乙胺作为成盐剂，反应５ｍｉｎ即制成了分主链中含羧基亲水基团的聚氨酯预聚物。
探讨扩链剂对水性聚氨酯树脂性能的影响摘要：随着化学研究分析工作的全面推进多种多样的化学物质在扩链剂层中进行沉积，扩链剂中水性聚氨酯树脂质量的数量也在不断地增加，为了有效的保护实验技术，提升扩链剂质量。
我们在研究过程中通过自行研制的积累是扩链剂采样装置，对当前的水性聚氨酯树脂化学物质进行有效的分析和观察，从而探究出当前的工业化生产质量，为后期的各项化工生产工作的顺利推进奠定坚实的基础。
为此本文结合水性聚氨酯树脂化学物质的实际分析方式出发，利用多种实验仪器和实验方式，对水性聚氨酯树脂化学物质的分析结果进行定量的研究，以求更好地认识到当前扩链剂实验技术中的多种水性聚氨酯树脂化学物质存在特性，为后期的各项采样工作和研究工作开展提供有效的数据支撑和数据保障。
关键词：扩链剂；深冷浓缩；水性聚氨酯树脂水性聚氨酯树脂是当前扩链剂实验技术中一项重要的化学物质，这种污染物本身的浓度相对较低，但是活性加强，本身产生的实际危害相对较大，除去甲烷外，剩下的化学分子小与当前的扩链剂平均提及。
但是在很多中重度的污染地区，其本身的实际浓度和饱和度相对更高。
由于这种分子本身都含有C-H键，在扩链剂实验技术下很容易受到光照的影响最终产生一定的氧化讲解效果，因为受到光学和化学反应的生成，逐渐让扩链剂中的二次污染物抽象逐渐产生。
同时本身因为氧化，最终产生有害的聚酯类化学物质，对人类本身的身体产生严重的危害。
一、确保各项数据的精准性通过国内外当前最为流行的标准数据，认识到标准物质的保留时间，以双重条件作为依据进行全面的定性分析。
首先通过常用的标准是菩提的内容将准备进行检测的内容进行微机自动分析探究，确保最终的匹配结果大于90%，这样才能有效的符合化合物的检测质量标准。
然后作为实验者应当重新梳理当前的实验条件，确保实验的条件所产生的有机目标物质的质量结果满足当前的混合标齐，同时在相对应的时间内做好多种结果之间的分析探究。
当前我们水性聚氨酯树脂化学物质检测过程中所确定出来的化合物的标准特征与化合物质谱图之间的吻合程度已经超过了90%，因此在进行实验过程中所产生的结果也能够充分的符合当前的检测要求。
⽔性聚氨酯耐⽔性的研究⽔性聚氨酯耐⽔性的研究黄⽟科,瞿⾦清,杨卓如 (华南理⼯⼤学化⼯所,⼴州510641)摘 要:以聚醚多元醇和甲苯⼆异氰酸酯合成了⽔性聚氨酯乳液。
研究了⼆羟甲基丙酸亲⽔扩链剂、三羟甲基丙烷交联剂和⼄⼆胺对⽔性聚氨酯涂膜耐⽔性的影响。
制备了耐⽔性好的⽔性聚氨酯树脂。
关键词:⽔性聚氨酯;耐⽔性;研究8～18,从⽽达到最佳的乳化效果。
实验结果见表5。
表5 复合乳化剂的类型及乳化效果序号类别配⽐乳 化 液 性 能1 OP-10+T ween-80+平平加1∶1∶1乳化困难,易分层2 OP-15+T ween-80+平平加1∶1∶1乳化困难,易分层3 OP-21+T ween-80+平平加1∶1∶1乳化稍易,但颗粒较粗4 OP-21+T ween-80+S pan-801∶1∶1乳化较好,乳液再分散性稍差5 OP-21+T ween-80+S pan-80+TX-101∶015∶015∶015乳化性好,稳定性好由表5可见,选定配⽅5,可制成性能良好的乳液。
参考⽂献[1] 于豪翰,⾐秀⽟.⼄烯⼯业,1993,5(4):23～28.[2] 美国专利5827913.[3] ⼤森英三.功能性丙烯酸树脂.北京:化学⼯业出版社,1993.[4] 李春⽣.涂料⼯业,1998,27(8):15～16.收稿⽇期 2002-05-30作者地址 陕西省咸阳市陕西科技⼤学化学与化⼯学院1 前 ⾔⽔性聚氨酯以⽔为分散介质,具有不燃、⽓味⼩、不污染环境、节能、操作⽅便等优点,⼴泛⽤于涂料、织物、⽪⾰等领域。
⽔性聚氨酯主要是由⾃乳化法制备,以含亲⽔性基团的聚氨酯为主要固体组分,因其结构中含有⼤量的亲⽔基团,⼲燥后形成的涂膜遇⽔易溶胀,故涂膜的耐⽔性较差,严重限制了其使⽤范围。
近年来,采⽤对⽔性聚氨酯进⾏交联改性来提⾼其综合性能,成为该领域的研究热点[1～3]。
本⽂研究了亲⽔扩链剂、交联剂等对⽔性聚氨酯涂膜耐⽔性的影响,制备了耐⽔性较好的⽔性聚氨酯树脂。
亲水性扩链剂对水性聚氨酯分散体性能的影响张伟（福州大学化学化工学院，邮编350002）引言水性聚氨酯是水溶型、水分散型和水乳化型聚氨酯的统称。
自20世纪60年代工业化以来，水性聚氨酯以其优良的性能和环境友好特性得以迅速发展。
其在皮革涂饰、纺织涂层、玻璃纤维集束、涂料和粘合剂等领域的应用，也成为近年来研究的热点[1]。
水性聚氨酯材料主要由二异氰酸酯、大分子多元醇、亲水性扩链剂、中和剂、后扩链剂等组成。
生产PU分散体的一般工艺流程为：多元醇减压蒸馏脱水后，加入多异氰酸酯，可选择是否加入催化剂，80~85℃下反应到NCO达到理论值，加入亲水性扩链剂，可选择是否加入其他扩链剂以及丙酮等溶剂，保温反应至NCO达到理论值后，降温至45~50℃，加入中和剂，搅拌0.5~1 h，将产品高速分散于水中同时加入扩链剂进行扩链，均匀分散稳定后，得到PU分散体产品[2,3]。
在上述工艺中，亲水性扩链剂的作用是在对端异氰酸酯基的聚氨酯预聚体进行扩链的同时，引入亲水性基团。
根据亲水基团的类型，亲水性扩链剂可分为阴离子型扩链剂、阳离子型扩链剂和非离子性扩链剂。
现在工业上最常用的是阴离子型扩链剂2，2-二羟甲基丙酸（DMPA）。
作为水性聚氨酯合成过程的重要组分，亲水型扩链剂的种类、用量、加入方式等将直接影响PU分散体系及其涂膜的性能。
本文将通过分析亲水性扩链剂DMPA结构和性质，解释其对PU分散体性能的影响，并对比DMPA和DMBA两种不同亲水性扩链剂制得的PU分散体系。
1DMPA介绍2，2-二羟甲基丙酸，又称α，α-双羟甲基丙酸，英文缩写为DMPA是一种多功能化合物，其结构如图1所示。
图1 DPMA结构式它的结构是一种典型的新戊基结构，又是一种典型的二元醇结构。
新戊基结构赋予它良好的耐热性、耐水解性和颜色稳定性。
而作为带有羧基的二元醇，DMPA可以参加聚氨酯扩链反应，而在扩链反应中由于位阻效应和反应活性，羧基将被保存下来，可以转化为铵盐或碱金属盐而使聚氨酯有水溶性，使聚氨酯获得自乳化性能，因而使用DMPA可制造稳定性优良的自乳化型聚氨酯[4]。
2DMPA对PU分散体性能的影响DMPA因其作为亲水基团引入组分，在大分子链段中的分布，用量直接影响分散体的粒径，从而影响分散体的性能，同时将其引入大分子体系中是作为刚性链段，DMPA用量也会影响涂膜的机械性能。
2.1DMPA对粒径的影响于海深[5]等考察了DMPA加入量的增加多粒径的影响。
试验过程中，随着DMPA用量的增加，水性PUA乳液由乳白色不透明慢慢变成了半透明状，最后变成了溶液状泛红光。
这是由于随着DMPA含量的增加，乳液的平均粒径发生了变化：一方面，从热力学的观点看，乳液中聚合物的总自由能G不变，即ΔG=γΔA，当DMPA用量增大（即—COOH量增大）时，聚合物的亲水性增大，必然导致聚合物与水的界面张力Y减小及聚合物表面积A增大，当聚合物质量一定时，则表现为粒径变小；另一方面，由于亲水性的增加而产生的颗粒水膨胀性能使粒径增大，这种膨胀性随亲水性的增大而愈发明显。
因此，羧基含量和粒径的关系是综合因素影响的结果，总的效果是使乳胶粒的粒径随羧基的含量增大而减小。
因而从外观上看，乳液变得透明。
2.2DMPA含量对体系粘度的影响纪学顺[6]等人研究各种因素对PU分散体系粘度的影响。
在其研究的体系中，当w （DMPA）≤2.4%时，不能形成稳定的乳液，所以粘度测试数据有误差（偏大）；当w（DMPA）＞2.4%时，随着DMPA用量的增加，乳液外观呈现由乳白到透明有蓝光的变化趋势，乳液粘度也随之增大。
这是由于预聚体分散在水中后，疏水的分子链段向内收缩形成乳液粒子的核，带有羧基阴离子的亲水基团分布在乳胶粒表面朝向水中；由于粒子的布朗运动，正负离子相伴在粒子表面形成双电层，使得水合离子能够稳定地分散在水中，致使乳液稳定。
随着亲水基团含量的增加，乳液外观发生明显的变化，这是WPU粒子粒径变化的宏观表现所致（即粒径大、阻碍了光线的通过，乳液外观呈发白现象；当分散粒子大小达到纳米级别时，光线可以绕过WPU粒子继续前进，乳液外观呈透明、蓝光现象）。
根据O Lorentz[7]的双电层理论，乳液的粘度不受分散粒子大小的影响，而是受水合粒子大小的影响。
DMPA含量越高，预聚体成盐后与水形成水合离子稳定性就越高，同时水合离子的双电层厚度增加、体积增大且与水分子的相互作用力增强，导致体系的粘度增加。
当DMPA含量较低时，乳液粘度随DMPA含量的增大而变化不明显，这可能与亲水性基团含量的增加会导致两个相反的结果有关。
一方面亲水基团含量的增加导致亲水性增强，使粒子的粒径减小；另一方面，总离子浓度的增加，导致总双电层厚度的增加和粒子流体动力学体积的增加，致使粒子的粒径增大。
此外，由于亲水性的增大而产生的颗粒水膨胀性也能使粒子的粒径明显增大。
因此，当DMPA含量较低时，亲水基团含量的增加导致亲水性增强使粒子的粒径减小是主要因素，乳液粘度变化不明显，但当DMPA含量较高时，随着亲水基团含量的增加，双电层厚度增加和水溶胀性因素占主导地位，乳液的粘度明显增大。
2.3 DMPA用量对分散体稳定性的影响图2 DMPA对分散体粒径的影响朱宁香等[8]研究发现，随着亲水基含量的增大，分散体粒径减小，Zeta电位绝对值增大（如图2所示），两者提高了分散体的贮存、离心和稀释稳定性。
这是因为当PU大分子中亲水基团含量不足时，抵抗大分子团聚的双电层较弱，如上图所示，Zeta电位较低，使分散体的粒径比较大，外观乳白浑浊；当DMPA用量增大时，PU大分子中亲水基团含量增大，Zeta电位增大，则分散体粒径减小，其贮存、稀释、离心稳定性增强。
2.4 DMPA的加入方式对分散体系的影响张辉等[9]用聚醚型聚氨酯为目标产物，研究了一步法和两步法加入DMPA的方式对分散体系的影响。
结果发现：二步法合成的乳液外观比一步法好，其乳液粒径小，但一步法的力学性能要优于二步法。
这是因为DMPA与TDI的反应活性较聚醚多元醇大，采用一步法加料，DMPA优先于TDI反应，形成了较长的硬段及比较密集的亲水基团序列，使得分子链间含亲水基团的硬段之间的静电力和氢键作用加强，导致硬段过度密集，水分子难以融入硬段区域中；另一方面，离子的聚集度加强而软硬段相分离，使得涂膜具有良好的力学性能。
二步法中聚醚先于TDI形成软硬段嵌段共聚物，之后加入的亲水性的离子基团被长的聚醚分子间隔地分布在分子链中，优于分子链中规则地分布着大量的亲水基团，使得分子整体的亲水性提高，粒径减小，因此乳液外观较一步法好。
2.5 DMPA对涂膜机械性能的影响研究发现[9]，随着DMPA含量的增加，涂膜的拉伸强度和剪切强度提高，断裂伸长率降低。
这是由于PUA分子为软硬段嵌段共聚物，其中氨基甲酸酯键（或有少量脲键）构成硬段，多元醇构成软段，软硬段比例直接决定了其力学性能。
小分子亲水扩链剂含量的增加，使得分子结构中硬段比例提高，分子内库伦力和氢键作用增强，从而导致拉伸强度和机械强度提高，而断裂伸长率降低。
2.6 DMPA对相转化行为的影响图 3 不同DMPA含量的相转变行为与其他体系的相反转一样，水性聚氨酯预聚物的加水乳化过程也要经历从W/O到O/W 的转变过程。
张辉等[9]人研究发现，随着DMPA含量的增加，体系的相转变点后延（如图3所示），因为DMPA含量增加，硬段比例增大，随着体系离子化程度的提高，软硬段间的极性差异增大，造成体系的相分离程度提高，同时微粒子点阵密度增加，需要更多的水才能使之完全解聚集，虽然，提高DMPA含量，可以改善乳液外观，提高涂膜力学性能等，但过高的含量不仅使耐水性变差，而且将导致相转变点后延，从而使乳化过程需要更多的水，而固含量大大降低。
3DMPA与DMBA分散体系性能的比较DMPA是目前使用较广泛的亲水扩链剂，但DMPA熔点高（175～185℃），很难加热溶解，这就需加入溶剂如N-甲基吡咯烷酮（NMP）、丙酮等，NMP沸点高，制备PU 后很难除去，而DMPA在丙酮中的溶解度较小，在合成过程中需要加入大量的丙酮，脱酮过程麻烦且脱不干净，给生产过程带来安全隐患。
二羟甲基丁酸（DMBA）作为新一代的亲水性扩链剂，结构与DMPA相似，却能缩短了反应时间，降低能耗，节省能源，其产品性能优越，使水性聚氨酯分散体系在皮革涂饰、胶粘剂、涂料等方面得到更加广泛的应用[10]。
3.1溶解度方面曾俊等[11]在实验中发现，DMBA与DMPA在聚合物多元醇中的溶解行为受聚合物多元醇相对分子质量影响较小，但二者的溶解温度有很大的差别。
DMPA的溶解温度为145~150 ℃，低于此温度，又慢慢析出，而DMBA的溶解温度为80 ℃，一旦溶解，降低温度无析出现象。
这由于DMBA的熔点较低（T m=108~113 ℃），而DMPA的熔点则较高（T m=175~188 ℃）。
3.2反应活性方面在反应活性方面DMPA体系在6 h后仍有较强的NCO基吸收峰，此时仍可看到反应瓶中有少量未溶解的DMPA。
而DMBA体系在5 h后NCO基吸收峰已不明显，这说明DMBA与NCO基反应较快。
图 4 DMPA与DMBA结构比较这是因为，DMBA在聚合物多元醇中溶解温度为80 ℃，而体系反应温度也为80 ℃，整个反应在均相体系中进行；其二是DMPA与DMBA在分子结构上的差异，DMBA由于碳链上增加一个亚甲基（—CH2），使羧基与羟基距离加大，羟基与异氰酸酯基反应的空间位阻减小（如图4所示）。
3.3机械强度方面DMBA聚氨酯乳液胶膜的拉伸强度及断裂伸长率高于DMPA聚氨酯，但50%模量则较低。
原因还是在于DMBA的分子结构，庞大的侧链—CH2COO—妨碍了聚氨酯硬段的聚集，硬段堆砌程度差，使硬段本身在软段基质中溶解程度偏高，硬段微区中硬段减少，这些因素会导致模量下降，然而，低模量会导致较大的断裂伸长，反过来较大的断裂伸长又会使软段进一步产生应力结晶，结果出现较高的拉伸强度。
4 结语随着DMPA用量的增加，分散体的粒径总体减小，粒径分布变窄，稳定性增强，涂膜的拉伸强度和剪切强度提高，断裂伸长率降低。
但DMPA含量过高将导致耐水性下降，相转变点后延，使乳化过程需要更多的水，固含量大大降低。
当DMPA含量较低时，乳液粘度随DMPA含量的增大而变化不明显，而当DMPA含量较高时，随着亲水基团含量的增加，双电层厚度增加和水溶胀性因素占主导地位，乳液的粘度明显增大。
DMBA作为新一代的亲水性扩链剂，结构与DMPA相似，却能缩短了反应时间，降低能耗，节省能源，其产品性能更加优越，但由于价格远高于DMPA，故工业应用较少。
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