水性聚氨酯的合成及其在高性能纤维复合材料中的应用

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。

水性聚氨酯合成方法
水性聚氨酯的合成方法有以下几种：
1. 预聚体法：将聚醚二元醇、聚酯二元醇或聚碳酸酯二元醇、异佛尔酮二异氰酸酯、MDI和二元胺加入反应釜中进行反应合成。

2. 两步法：在室温下，异佛尔酮二异氰酸酯与二元醇先反应生成丁二醇二异氰酸酯（BDI），然后在水中加入BDI，再加入二元胺，进行反应，生成聚合物。

3. 水解法：将异氰酸酯和二元醇溶于有机溶剂中，在水中加入碱性水解剂，水解产生出无机盐和聚氨酯，然后再加入二元胺调整pH值，使聚合物变为水溶性。

4. 无溶剂法：在二元醇、二异氰酸酯和催化剂的催化下，进行聚合反应，生成水性聚氨酯。

以上是水性聚氨酯的几种常见的合成方法。

不同方法的步骤和条件有所不同，需要根据具体情况选择合适的方法。

作者简介：康永(1981-)，男，博士研究生，高级工程师，现从事无机非金属材料以及功能化高分子复合材料研究工作。

收稿日期：2019-04-29聚氨酯通常分为溶剂型聚氨酯和水性聚氨酯。

溶剂型聚氨酯通过酮类、乙酸乙酯、甲苯、二甲苯等有机溶剂制得，这些溶剂易挥发、气味大、易燃易爆、污染环境。

水性聚氨酯把水作为分散介质，有气味小、不污染环境、不燃、节能、操作加工方便等优点。

因而水性聚氨酯迅速在皮革涂饰[1~3]、手套、导管、涂料等很多领域得到应用[4~5]。

水性聚氨酯是指聚氨酯溶解于水或分散于水中而形成的一种聚氨酯溶液或乳液。

传统水性聚氨酯乳液固含量低(<40%)，导致初黏力低、自增稠性差、干燥成膜速度慢、光泽性较低等缺点，因而应用推广受到限制。

高固含(>50%)水性聚氨酯乳液则具有成膜和干燥时间短、设备利用率高、单位产品能量消耗和运输成本低等优点。

研究表明其在50℃左右干燥温度下其干燥速度与普通溶剂型聚氨酯相似，从而使合成革应用上完全代替溶剂型产品[6~7]。

由此可见，高固含革用水性聚氨酯成膜和干燥时间短、设备利用率高、单位产品能量消耗和运输成本低，适应快节奏现代生产线的生产要求。

在此基础上，研究成膜后耐水、表面黏度等相关性能，应用在合成革基层，使其耐水、透气、环保，制得更好更舒适的皮革产品，是本课题研究的意义之所在[8~9]。

本课题的创新点首先在于制成水性聚氨酯以取代溶剂型聚氨酯。

水性聚氨酯产品用于PU 革生产性能可以与溶剂型聚氨酯相媲美，气味小、不污染环境、不燃、节能安全环保。

其次，在于解决了高固含往往伴随黏度大的矛盾，制成了低黏度的高固含水性聚氨酯乳液。

高固含使其稳定性好，干燥速度快，胶膜强度大，并以良好的流动性和快干性满足施工工艺要求，为水性聚氨酯的工业化奠定基础。

最后，在于实现了有机硅改性，使制成胶膜耐水性得到很大提高。

合成的高固含水性聚氨酯乳液力求在保证固含量大于50%的情况下，同时通过有机硅改性后制成胶膜具有良好的透气性、耐水性和机械性，能够满足用在皮革基层的要求。

水性聚氨酯树脂和其他树脂一样, 其最终制品的性能是由内部结构决定的。

阳离子型水性聚氨酯是将叔胺官能团引入到聚氨酯的大分子中而制得的。

通常用含叔胺基的二醇作扩链剂, 用烷基化剂或合适的酸进行季铵化而得到离子基团。

和普通的聚氨酯一样可用不同种类的多元醇、不同结构的二异氰酸酯、不同类型的扩链剂、不同类型的中和剂和采用不同的合成方法进行合成。

阳离子型水性聚氨酯的骨架上带有阳离子基团, 这就使其具有了一些独特的性能, 在皮革、涂料、胶粘剂、纺织和造纸等领域有着较好的应用。

此外, 阳离子水性聚氨酯对水的硬度不敏感, 且可以在酸性条件下使用。

因此, 开发出性能优异的阳离子水性聚氨酯, 其市场前景非常广阔。

1 阳离子水性聚氨酯的合成 1.1 合成机理合成阳离子水性聚氨酯时, 一般通过两种途径引入阳离子。

一是用卤素元素化合物引入阳离子,该机理先将聚醚或者聚酯二醇与二异氰酸酯制成预聚体, 加入溶剂降低粘度后, 加入卤素元素化合物( 如2,3-二溴丁二酸) 扩链, 然后再加入溶剂降低粘度, 加入三乙胺季铵化, 搅拌离子化, 将离子化后的PU 分散到水中, 高速剪切乳化, 最后蒸除溶剂。

该机理的季铵化是SN2(亲核取代反应) 二是用叔胺化合物引入阳离子, 该机理首先将聚醚或者聚酯二醇与二异氰酸酯制成预聚体, 加入溶剂降低粘度后, 用叔胺化合物( 如N- 甲基二乙醇胺) 扩链, 再加入溶剂降低粘度, 然后加入离子化试剂如乙酸, 搅拌离子化。

将离子化后的PU 分散到水中, 高速剪切乳化, 最后蒸除溶剂。

该机理的季铵化是酸碱中和。

1.2 合成方法阳离子水性聚氨酯的合成与阴离子水性聚氨酯的合成最大的不同就是阳离子水性聚氨酯需加酸成盐, 因此一般不在水中用胺扩链, 所以阳离子水性聚氨酯一般不用阴离子水性聚氨酯常用的预聚体混合法。

从国内外近年来的研究来看, 阳离子水性聚氨酯的合成主要有熔融法和丙酮法。

熔融法是无溶剂制备水性聚氨酯的重要方法。

水性聚氨酯-聚吡咯导电复合材料的制备及性能研究水性聚氨酯/聚吡咯导电复合材料的制备及性能研究引言：导电复合材料是一类具有优异电导性能和机械性能的材料，具有广泛的应用前景。

在众多导电材料中，水性聚氨酯和聚吡咯具有良好的导电性能和高度可调控的机械性能，因此成为制备导电复合材料的理想选择。

本文将对水性聚氨酯/聚吡咯导电复合材料的制备方法和性能进行研究和探讨。

一、水性聚氨酯和聚吡咯的性质水性聚氨酯是一种以水为分散介质的高分子材料，具有良好的可溶性和可调控的反应性。

聚吡咯是一种具有高导电性能和优异机械性能的高分子材料，广泛应用于传感器、电池等领域。

水性聚氨酯和聚吡咯的复合能够充分结合两者的优点，构建出具有导电性和可调控性能的导电复合材料。

二、制备方法1. 溶液共混法：将水性聚氨酯和聚吡咯固体溶解于有机溶剂中，加入适量的表面活性剂进行搅拌混合，形成均匀的溶液。

之后，将溶液进行加热蒸发，使有机溶剂逐渐蒸发，最终得到水性聚氨酯/聚吡咯导电复合材料。

2. 原位聚合法：将水性聚氨酯和聚吡咯的单体分别溶解于不同的溶剂中，然后将两种溶液混合，加入催化剂进行原位聚合反应。

最后，通过温度调控和反应时间控制反应的程度，形成高度可调控的导电复合材料。

三、性能分析1. 电导率：对制备得到的水性聚氨酯/聚吡咯导电复合材料进行电导率测试，结果显示导电复合材料具有较高的电导率，达到可应用的水平。

2. 机械性能：使用万能试验机对导电复合材料进行拉伸、弯曲等力学性能测试，结果表明导电复合材料具有较高的强度和韧性，能够满足实际应用的要求。

3. 稳定性：对导电复合材料进行稳定性测试，结果显示导电复合材料在一定温度和湿度条件下具有较好的稳定性，适用于一些特殊的环境。

四、应用前景水性聚氨酯/聚吡咯导电复合材料具有优异的导电性能和可调控性能，具有广泛的应用前景。

例如，在柔性电子领域，可以应用于可穿戴设备、柔性传感器等方面。

此外，在能源领域，导电复合材料可以用于电池电极材料的制备，提高电池的导电性和循环性能。

水性聚氨酯的主要用途水性聚氨酯（Waterborne Polyurethane，简称WPU）是一种以水作为离子液体的分散剂，将聚氨酯颗粒分散于水介质中的乳液。

它由两个主要组分组成，一是聚异氰酸酯（Polyisocyanate），二是聚醚或聚酯，这两种物质通过反应生成聚合物。

水性聚氨酯具有延展性好、光泽度高、耐光性好等优点，并且在适当的情况下也具有高强度和耐磨性。

它在各个领域有广泛的应用，以下是水性聚氨酯的主要用途：1. 涂料和油漆：水性聚氨酯在涂料和油漆行业中被广泛使用。

它可以用于室内和室外的木材、金属、塑料等基材的涂装，其具有良好的耐久性和抗磨损性。

它在汽车修复、家具制造、建筑装修等领域发挥着重要作用。

2. 胶水和粘合剂：水性聚氨酯可以用作胶水和粘合剂，用于粘接各种材料，如木材、纸张、皮革、橡胶、布料等。

这种胶水具有良好的粘接性能和强度，广泛用于家具制造、制鞋业、包装业等。

3. 印刷和涂层：水性聚氨酯可以用于印刷油墨和涂层材料。

它可以提供光滑均匀的涂层，并具有优异的耐磨性和耐化学品腐蚀性。

这些特性使得水性聚氨酯成为印刷、包装、纺织印染等行业的理想选择。

4. 皮革和纺织品：水性聚氨酯可用于制作人造革和涂层纺织品。

它可以提供良好的弹性和耐用性，使得人造革更接近天然皮革。

水性聚氨酯涂层还可以在纺织品上形成一层薄膜，提供较好的防水性和耐磨性。

5. 包装材料：水性聚氨酯可以用于食品和药品包装材料的涂层。

它具有良好的耐油脂和耐化学品腐蚀性，可以保护包装材料不受外界环境的影响，并延长产品的保持期限。

6. 粘土和泡沫：水性聚氨酯可以用于制作粘土和泡沫材料。

它可以增加粘土的强度和耐久性，并提供泡沫的柔软性和弹性。

这些材料广泛应用于艺术和手工制作。

7. 医疗器械：水性聚氨酯可以用于制作医疗器械和医用材料。

它可以提供柔软的表面和良好的生物相容性，适用于手术器械、医用胶带和伤口敷料等。

总结来说，水性聚氨酯作为一种环保、高性能的材料，在各个领域都有广泛应用。

交联型-聚合型水性聚氨酯的制备及性能研究交联型/聚合型水性聚氨酯的制备及性能研究1.引言水性聚氨酯 (Waterborne Polyurethane，简称：WPU) 是一种在环境友好的水相体系中进行合成的聚合物，受到了广泛的关注和研究。

其优异的性能使其在涂料、胶粘剂、纤维等领域具有良好的应用前景。

通过交联和聚合两种不同的方法制备交联型/聚合型水性聚氨酯，可以进一步改善其性能，提高其在各个领域的应用能力。

2.制备方法2.1 交联型水性聚氨酯的制备方法交联型水性聚氨酯的制备主要通过聚合反应中引入交联剂来实现。

常用的交联剂有异氰酸酯类、聚醚二醇等。

例如，将异氰酸酯与聚醚二醇等在适当条件下进行反应，经过调整反应条件（如配比、分子量等），可制备出具有不同交联程度的交联型水性聚氨酯。

2.2 聚合型水性聚氨酯的制备方法聚合型水性聚氨酯的制备主要通过聚合反应中引入交联剂来实现。

常用的交联剂有丙烯酸、甲基丙烯酸等。

例如，将丙烯酸与甲基丙烯酸等在适当条件下进行反应，经过调整反应条件（如配比、反应时间等），可制备出具有不同聚合度的聚合型水性聚氨酯。

3.性能研究3.1 交联型水性聚氨酯的性能研究交联型水性聚氨酯具有良好的耐温性、耐化学品性、耐磨性等优点。

通过改变交联剂的种类和用量，可以进一步调控交联度，从而改变其力学性能。

例如，引入聚醚二醇作为交联剂，可以使交联型水性聚氨酯具有较好的柔韧性和弹性；而引入异氰酸酯类作为交联剂，则可以增加其硬度和耐磨性。

3.2 聚合型水性聚氨酯的性能研究聚合型水性聚氨酯具有较好的附着力、耐候性、溶剂稳定性等性能。

通过改变不同交联剂的种类和比例，可以调控其固化速度和交联度，从而影响其性能。

例如，引入丙烯酸作为交联剂，可以使聚合型水性聚氨酯具有较好的耐候性和耐臭氧性；而引入甲基丙烯酸作为交联剂，则可以提高其耐溶剂性。

4.应用前景交联型/聚合型水性聚氨酯具有良好的环境友好性、可持续性和应用性能，广泛应用于涂料、胶粘剂、纤维等领域。

聚氨酯的合成、改性及其应用作者：薛婷来源：《商情》2016年第26期【摘要】聚氨酯（PU）树脂是由异氰酸酯与多元醇反应制成的一种具有氨基甲酸酯链段重复结构单元的聚合物。

本文研究了聚氨酯的合成方法，改性方法，论述了其在生产生活中的重要地位及广泛应用。

【关键词】聚氨酯聚合物合成改性应用聚氨酯（PU）树脂是由异氰酸酯与多元醇反应制成的一种具有氨基甲酸酯链段重复结构单元的聚合物。

聚氨酯是一种高分子材料，其主要特征是分子链中含有多个重复的“氨基甲酸酯”基团，既有橡胶的弹性，又有塑料的强度和优异的加工性能，因其具有橡胶和塑料的双重优点，可以认为是橡胶和塑料优异性能的结合体。

聚氨酯材料性能优异，用途广泛，制品种类多，其中尤以聚氨酯泡沫塑料的用途最为广泛。

一、聚氨酯的工业合成方法水性聚氨酯的合成过程主要为：①由低聚物多元醇、扩链剂、二异氰酸酯形成中高相对分子质量的PU预聚体；②中和后预聚体在水中乳化，形成分散液。

各种方法在于扩链过程的不同。

1.外乳化法。

该方法是使用最早的制备水性聚氨酯的方法，它是1953年美国DuPont公司W. Yandott发明的，其制备工艺是在有机溶剂中，用两官能团的多元醇与过量的二异氰酸酯反应合成了带有NCO封端的预聚体，再加入适当的乳化剂，经强剪切力作用分散于水介质中并用二元胺进行扩链，但因该方法存在乳化剂用量大，反应时间长以及乳液颗粒粗而导致储存性差，胶层物理机械性能不佳等缺点，目前生产基本不用该方法。

2.自乳化法。

自乳化法通常是在聚氨酯结构中引入部分亲水基，使自身分散形成乳液。

根据亲水基团的类型用该法制得的水性PU可分为阴离子型、阳离子型、两性型和非离子型4种，其中以阴离子型占主导地位。

其制备方法主要分为丙酮法、预聚物混和法、热熔法、酮亚胺/ 酮连氮法，其共同特点是首先制备相对分子质量适中、端基为NCO或封闭NCOPU预聚体，区别主要在扩链过程中。

目前工业生产主要采用丙酮法和预聚物混和法。

水性聚氨酯的制备及改性方法
一、水性聚氨酯的制备方法：
1.原位聚合法：通过在聚醚、聚酯等官能化的基料中，加入异氰酸酯类化合物，经过聚合反应形成水性聚氨酯。

2.分散聚合法：将异氰酸酯类物质预分散于水中，再与聚醚、聚酯等官能化的基料发生反应，形成水性聚氨酯。

二、水性聚氨酯的改性方法：
1.溶剂改性：将溶解介质（如乙醇、丙酮等）加入到水性聚氨酯中，通过调整溶解度和离子强度，改变聚氨酯的粘度、干燥速度等性能。

2.聚合物改性：将其他合成树脂（如丙烯酸乳液、聚酯树脂等）与水性聚氨酯混合进行共聚反应，以改善聚氨酯的力学性能、耐热性等性能。

3.环氧树脂改性：将环氧树脂加入水性聚氨酯中，通过交联反应，提高聚氨酯的耐磨性、耐溶剂性和耐冲击性。

4.硅橡胶改性：将硅橡胶加入水性聚氨酯中，形成混合胶，可以提高聚氨酯的耐候性、耐油性和抗拉强度。

5.纳米填料改性：引入纳米颗粒（如纳米二氧化硅、纳米氧化铁等）到水性聚氨酯中，通过增加界面层面，提高聚氨酯的力学性能、耐磨性和耐腐蚀性。

三、水性聚氨酯的应用领域：
1.涂料与胶粘剂：水性聚氨酯可以用于木材涂料、金属涂料、塑料涂料、地板涂料、汽车涂料等领域。

2.印刷油墨：水性聚氨酯可以用于纸张印刷油墨、塑料印刷油墨等领域。

3.纤维与皮革：水性聚氨酯可以用于纺织面料的涂层、皮革的涂层和胶粘剂等领域。

4.胶黏剂与密封剂：水性聚氨酯可以用于建筑胶黏剂、汽车密封剂、电子胶黏剂等领域。

5.防腐与防护：水性聚氨酯可以用于防水涂料、防腐涂料、建筑涂料等领域。

总之，水性聚氨酯的制备及改性方法多种多样，可以根据不同需求和应用领域进行选择和调整，以获得理想的性能和性质。

聚氨酯的合成原理和应用1. 聚氨酯的合成原理聚氨酯是一种重要的高分子化合物，其合成原理主要涉及两个基本原理：异氰酸酯与双醇的反应以及异氰酸酯与双胺的反应。

1.1 异氰酸酯与双醇的反应聚氨酯的合成通常采用异氰酸酯与双醇的反应，这个过程被称为聚合反应。

具体步骤如下：1.首先，将异氰酸酯与双醇按照一定的摩尔比例混合在一起，形成反应物混合物。

2.混合物中的异氰酸酯与双醇发生缩聚反应，形成聚氨酯基团。

3.反应继续进行，直到所有异氰酸酯和双醇都完全反应为止。

4.最后，通过适当的后处理，如加热、减压等，将未反应的异氰酸酯分子去除，得到纯净的聚氨酯。

1.2 异氰酸酯与双胺的反应聚氨酯的合成还可以通过异氰酸酯与双胺的反应实现。

这个过程被称为胺化反应。

具体步骤如下：1.将异氰酸酯与双胺按照一定的摩尔比例混合在一起，形成反应物混合物。

2.混合物中的异氰酸酯与双胺发生胺化反应，形成聚氨酯基团。

3.反应继续进行，直到所有异氰酸酯和双胺都完全反应为止。

4.最后，通过适当的后处理，如加热、减压等，将未反应的异氰酸酯分子去除，得到纯净的聚氨酯。

2. 聚氨酯的应用聚氨酯由于其优良的性能和可调控的结构，被广泛应用于各个领域。

以下是聚氨酯的主要应用领域：•建筑行业：聚氨酯用作建筑保温材料、密封材料和粘接材料，能够有效提高建筑物的隔热性能和密封性能。

•汽车行业：聚氨酯用作汽车座椅、内饰件和减震器等部件的材料，具有良好的耐磨性、耐高温性和抗老化性。

•电子行业：聚氨酯用作电子产品的绝缘材料和封装材料，能够提供良好的电绝缘性能和机械保护性能。

•航空航天行业：聚氨酯用作飞机和火箭等航空器的结构材料，具有轻质、高强度和耐腐蚀等特点。

•家居用品：聚氨酯用作家具、地板和床垫等生活用品的材料，能够提供舒适性和耐用性。

•医疗行业：聚氨酯用作人工心脏瓣膜、人工关节和医用器械等医疗器械的材料，具有生物相容性和耐腐蚀性。

综上所述，聚氨酯的合成原理涉及异氰酸酯与双醇的反应以及异氰酸酯与双胺的反应。

水性聚氨酯的合成及应用水性聚氨酯（Waterborne Polyurethane, WPU）是一种特殊的聚氨酯树脂，具有良好的环境友好性和广泛的应用前景。

本文将介绍水性聚氨酯的合成方法、特性以及其在涂料、胶黏剂和纺织品等领域的应用。

一、水性聚氨酯的合成方法水性聚氨酯的合成可以通过两种主要方法实现：一种是预聚体法，另一种是原位乳化法。

1. 预聚体法预聚体法是通过将聚酯或聚醚与异氰酸酯化合物反应，形成异氰酸酯预聚体。

然后，将预聚体与含有胺官能团的化合物反应，生成聚醚型或聚酯型水性聚氨酯。

需要注意的是，在反应过程中，需要添加适量的表面活性剂和乳化剂来帮助稳定乳液。

2. 原位乳化法原位乳化法是将聚酯或聚醚与异氰酸酯化合物、氨基功能的稳定乳化剂以及乳化剂反应，直接形成乳液。

该方法与预聚体法相比，更加简便和高效。

二、水性聚氨酯的特性水性聚氨酯具有以下几个显著的特性：1. 环保性与传统的溶剂型聚氨酯相比，水性聚氨酯不含有机溶剂，因此减少了挥发性有机化合物的排放，对环境污染更小。

同时，水性聚氨酯在应用过程中，不会产生有毒气体，对操作者的安全也更有保障。

2. 膜性能优良水性聚氨酯具有良好的强度、韧性和耐候性。

其形成的薄膜可提供优异的涂层性能，具有良好的抗刮擦性、耐化学品侵蚀性和抗氧化性等特点。

3. 附着力强水性聚氨酯可以与多种基材良好地附着，包括金属、塑料、玻璃等。

在涂料和胶黏剂领域，其优异的附着力使其成为一种理想的材料。

三、水性聚氨酯的应用水性聚氨酯在多个领域具有广泛的应用前景。

1. 涂料作为一种环保型涂料原料，水性聚氨酯具有优异的防护性能和装饰效果。

它可以应用于室内外墙面、家具、汽车、船舶等领域，为表面提供持久的保护。

2. 胶黏剂水性聚氨酯具有良好的粘接性能和耐湿性，适用于纸张、金属、木材等材料的粘接。

在制造行业中，水性聚氨酯胶黏剂得到广泛应用，如家具制造、包装行业和纸制品加工等。

3. 纺织品水性聚氨酯可用作纺织品的涂层剂和涂料。

水性聚氨酯的作用原理水性聚氨酯是一种主要用于涂料和胶粘剂的水性树脂，它其实是氨基甲酸酯（isocyanates）与聚醚多元醇（polyether polyols）或聚酯多元醇（polyester polyols）反应生成的一种高分子聚合物。

水性聚氨酯具有优良的物理性能、耐候性和粘附力，广泛应用于汽车、建筑、家具、地板等领域。

水性聚氨酯的作用原理可以从以下几个方面来分析：1. 聚合反应：水性聚氨酯的制备通过氨基甲酸酯与多元醇的聚合反应进行。

在此反应中，氨基甲酸酯中的异氰酸酯与多元醇中的活性氢发生反应，形成醚键或酯键，从而将分子链连接起来。

在反应过程中，会产生一些副产物（例如二氧化碳），需要使用水来稀释。

2. 分散机制：水性聚氨酯分散体系中的颗粒可以均匀分散在水相中，形成胶体溶液。

这种分散体系的形成与乳化剂的作用密切相关。

乳化剂在分散体系中起到辅助分散、稳定乳液、调节粒径分布等作用。

乳化剂可以使水性聚氨酯颗粒的表面带有电荷，使其互相排斥，从而形成分散体系。

3. 交联反应：水性聚氨酯涂料在干燥固化过程中会发生交联反应，即水性聚氨酯中的颗粒之间相互联结，形成致密的聚合物网络结构。

这种交联反应可以提高涂料的抗水性、耐化学腐蚀性和机械强度。

4. 架桥效应：水性聚氨酯涂料中的聚醚多元醇或聚酯多元醇含有大量的端基活性氢。

在水性聚氨酯涂料的干燥过程中，与聚氨酯预聚体中尚未反应的异氰酸酯起到了架桥的作用。

这种架桥效应可以增加涂料的耐久性和耐磨性。

5. 水的作用：水是水性聚氨酯体系中非常重要的组成部分。

水在聚合反应中起到稀释剂的作用，稀释反应体系，使反应更加均匀进行。

另外，水对于分散体系的稳定也起到了关键作用。

通过调节水的含量，可以改变涂料的粘度、干燥时间和抗冻融性能等。

总的来说，水性聚氨酯的作用原理主要涉及聚合反应、分散机制、交联反应、架桥效应和水的作用。

这些原理相互作用，使得水性聚氨酯具有优异的物理性能和应用特性。

聚氨酯的合成和产品的性能及应用分析一介绍：聚氨酯是一种新兴的有机高分子材料，被誉为“第五大塑料”，因其卓越的性能而被广泛应用于国民经济众多领域。

目前我国聚氨酯制品品种牌号约80种，其中弹性体60余种，泡沫塑料10余种，聚氨酯制品具有强度好、抗压大、抗撕裂性能好、耐磨等性能，产品应用领域涉及轻工、化工、电子、纺织、医疗、建筑、建材、汽车、国防、航天、航空.二．基本聚氨酯的合成制备来源由二元或多元异氰酸酯与二元或多元羟基化合物作用而成的高分聚氨基甲酸酯子化合物。

聚氨基甲酸酯，是分子结构中含有—NHCOO—单元的高分子化合物，该单元由异氰酸基和羟基反应而成，反应式如下：-N=C=O+HO- → -NH-COO-随着时间的推移与科学的进步，简单的聚氨酯不能满足人们的需要，因此增加了许多的合成材料。

以下主要介绍水性聚氨酯的合成（一）聚氨酯的合成之水性聚氨酯水性聚氨酯是以水代替有机溶剂作为分散介质的新型聚氨酯体系，也称水分散聚氨酯、水系聚氨酯或水基聚氨酯。

水性聚氨酯以水为溶剂，无污染、安全可靠、机械性能优良、相容性好、易于改性等优点。

根据聚氨酯的水性化方法划分根据制备方法有多种分类。

举例如下。

(1)自乳化法和外乳化法自乳化法又称内乳化法，是指聚氨酯链段中含有亲水性成分，因而无需乳化剂即可形成稳定乳液的方法。

外乳化法又称为强制乳化法，若分子链中仅含少量不足以自乳化的亲水性链段或基团，或完全不含亲水性成分，此时必须添加乳化剂，才能得到乳液。

比较而言，外乳化法制备的乳液中，由于亲水性小分子乳化剂的残留，影响固化后聚氨酯胶膜的性能，而自乳化法消除了此弊病。

水性聚氨酯的制备目前以离子型自乳化法为主。

(2)预聚体法、丙酮法、熔融分散法自乳化法制水性聚氨酯最常用的方法有预聚体分散法和丙酮法。

预聚体法即在预聚体中导人亲水成分，得到一定粘度范围的预聚体，在水中乳化同时进行链增长，制备稳定的水性聚氨酯(水性聚氨酯-脲)。

丙酮法属于溶液法，是以有机溶剂稀释或溶解聚氨酯(或预聚体)，再进行乳化的方法。