水性聚氨酯 Waterborne polyurethane
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1. 水性聚氨酯的基本原料与合成
1. 2 水性聚氨酯的合成
(2) 扩链反应
小分子二元醇扩链
小分子二元胺扩链 水性聚氨酯 Waterborne polyurethane
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1. 水性聚氨酯的基本原料与合成
1. 2 水性聚氨酯的合成
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1. 水性聚氨酯的基本原料与合成
1. 1 水性聚氨酯的基本原料 1.1.3 亲水扩链剂
(1) 阴离子型 (2) 阳离子型 (2) 非离子型
水性聚氨酯 Waterborne polyurethane
06/22
1. 水性聚氨酯的基本原料与合成
1. 2 水性聚氨酯的合成
外乳化法（外加乳化剂）
水
水溶性原料法
性
化 方
熔融分散法
法
固体自分散法
自乳化法
相转变法
—NCO封端法
水中扩链
水性聚氨酯 Waterborne polyurethane
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1. 水性聚氨酯的基本原料与合成
1. 2 水性聚氨酯的合成39; OH
O
O
OCN R NH C O R' O C NH R NCO
方式、反应时间）。 3.2 不同点： 复鞣剂：
（1）分子量适宜皮内渗透，一般不加交联剂，呈线形； （2）对成膜无要求。 涂饰剂：
（1）分子量较大，要加交联剂，呈体型； （2）成膜性能有很高的要求（粘着性好、抗张强度高、反弹性好、耐溶剂、
耐干湿擦、耐水性好、耐磨性好等）。
水性聚氨酯 Waterborne polyurethane
2.3.1 硬段对性能的影响 （1）异氰酸酯 （2）扩链剂或交联剂 （3）亲水扩链剂
2.3.2 软段对性能的影响 （1）聚醚型 （2）聚酯型
水性聚氨酯 Waterborne polyurethane
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2. 水性聚氨酯的结构与性能
2.3.3 R值对聚氨酯性能的影响 R = —NCO / —OH
水性聚氨酯 Waterborne polyurethane
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2. 水性聚氨酯的结构与性能
2. 2.2 微相分离
硬链段内相互作用的微区示意图
硬段相区和软段相区表现出 既相融合又相互分离的特性
水性聚氨酯 Waterborne polyurethane
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2. 水性聚氨酯的结构与性能
2. 3 水性聚氨酯结构与性能的关系
(1) 聚醚型二元醇 聚丙二醇 PPG
聚乙二醇 PEG
水性聚氨酯 Waterborne polyurethane
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1. 水性聚氨酯的基本原料与合成
1. 1 水性聚氨酯的基本原料 1.1.2 大分子多元醇化合物
(2) 聚酯型二元醇 聚己二酸乙二醇-1,4-丁二醇酯二醇 PBA
水性聚氨酯 Waterborne polyurethane
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4. 功能化水性聚氨酯
4.1 荧光
水性聚氨酯 Waterborne polyurethane
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4. 功能化水性聚氨酯
4.2 无卤阻燃
27.3%
Zhang P, He Y, Tian S, et al. Flame retardancy, mechanical, and thermal properties of waterborne polyurethane conjugated with a novel phosphorous‐nitrogen intumescent flame
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1. 水性聚氨酯的基本原料与合成
1. 1 水性聚氨酯的基本原料 1.1.1 多异氰酸酯
RNC O
(1) 芳香族二异氰酸酯：甲苯二异氰酸酯(TDI) 4，4′—二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)
水性聚氨酯 Waterborne polyurethane
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1. 水性聚氨酯的基本原料与合成
Waterborne Polyurethane
—NH—CO—O—
水性聚氨酯 Waterborne polyurethane
目录 CONTENTS
水性聚氨酯 Waterborne Polyurethane
水性聚氨酯的基本原料与合成 水性聚氨酯的结构与性能 水性聚氨酯在皮革中的应用 功能化水性聚氨酯
(5) 乳化 H-OH+ R-NCO —— R-NHCONH-R ＋CO2
水性聚氨酯 Waterborne polyurethane
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2. 水性聚氨酯的结构与性能
2. 1 水性聚氨酯链的结构
2.1.1 水性聚氨酯结构单元的化学组成
CON
Si P S
2.1.2 结构单元的序列结构
水性聚氨酯 Waterborne polyurethane
（3）引入亲水基团 引入阴离子基团
引入阳离子基团 水性聚氨酯 Waterborne polyurethane
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1. 水性聚氨酯的基本原料与合成
1. 2 水性聚氨酯的合成
（4）中和成盐
水性聚氨酯 Waterborne polyurethane
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1. 水性聚氨酯的基本原料与合成
1. 2 水性聚氨酯的合成
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2. 水性聚氨酯的结构与性能
2. 2 水性聚氨酯的凝聚态结构
2.2.1 水性聚氨酯间的氢键
氨基甲酸酯键、脲键 —NH— 氨基封端的端氨基 —NH2
氨酯羰基 —NHCOO— 脲羰基 —NH—CO—NH— DMPA上的羧基羰基 —COO软段聚醚的醚氧基 —COC—
酯羰基 —COO—
提供质子 质子的受体
1. 1 水性聚氨酯的基本原料 1.1.1 多异氰酸酯
(2) 脂肪族二异氰酸酯： 已二异氰酸酯 (HDI)： 异佛尔酮二异氰酸酯 (IPDI)： 二环已基甲烷二异氰酸酯 (HMDI)
水性聚氨酯 Waterborne polyurethane
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1. 水性聚氨酯的基本原料与合成
1. 1 水性聚氨酯的基本原料 1.1.2 大分子多元醇化合物
（1）R值较小时 乳液粒径小、较透明 分子量大，成膜较软，伸长率大
（2）R值较大时 乳液粒径大、外观呈白色、稳定期较短 分子量小，成膜较硬，脆性大，伸长率小
水性聚氨酯 Waterborne polyurethane
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3. 水性聚氨酯在皮革中的应用
聚氨酯复鞣剂与涂饰剂比较
3.1 相同点： 合成原理（逐步嵌段加成反应）、反应条件基本相同（反应温度、加料