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楊棟樑 全國染整新技術(shù)應用推廣協(xié)作網(wǎng)

一、前言 早在1937年，德國化學家Otto Bayer發(fā)現(xiàn)異氰酸酯與活潑氫化合物（如多元醇）的加成反應，便可制得聚氨基甲酸酯，簡稱聚氨酯，它是含-NHCOO-單元結(jié)構(gòu)的高分子化合物，由此奠定了聚氨酯化學的基礎(chǔ)。由于聚氨酯各方面性能優(yōu)異，其生產(chǎn)規(guī)模迅速增長，同時，品種開發(fā)也十分活躍，其足跡很快遍及有關(guān)部門。 大約于1950年，聚氨酯涂層劑首先在歐洲的染整行業(yè)應用，當時是溶劑型的單組分或雙組分的產(chǎn)品。盡管1943年已開發(fā)了水分散型（或水性）聚氨酯產(chǎn)品，直至1967年水分散型聚氨酯才投入工業(yè)化生產(chǎn)，并有商品開始投放了市場。可是，在紡織、皮革、粘合劑（膠粘劑）和涂料等行業(yè)大都仍沿用溶劑型商品。究其原因，水分散型聚氨酯的結(jié)構(gòu)為熱塑性線形結(jié)構(gòu)或稍有交聯(lián)的半熱塑性結(jié)構(gòu)；其次，是價格高，制造過程復雜；所用的親水性基團、封閉劑等原料的價格昂貴，制抑了水分散型聚氨酯商品推廣應用。 于20世紀70年代以來，水分散型聚氨酯的制備技術(shù)，由最初的強制乳化法，逐步采用以丙酮法為代表的一些新合成技術(shù),加快了其新產(chǎn)品的開發(fā)，出現(xiàn)了不同結(jié)構(gòu)不同配料的交聯(lián)型水分散的聚氨酯商品。水分散型聚氨酯推廣應用才出現(xiàn)一些松動局面，其中可以Bayer公司率先推出用于皮革涂飾劑水分散型聚氨酯——Impranil為代表，以及爾后日本第一制藥推出Elastron系列商品。隨著水分散型聚氨酯商品推廣應用，它在紡織化學整理中的應用，從溶劑型氨酯的僅用于涂層整理，逐步進入紡織化學整理中的若干分領(lǐng)域。此外，20世紀末的全球性生態(tài)環(huán)保呼聲的日益高漲，以及各國生態(tài)環(huán)保法令的相繼出臺，為水分散型氨酯商品推廣應用增添了巨大的推動力。 我國于上世紀80年代開始應用溶劑型聚氨酯涂層（干法和濕法），大約在90年代后期，水分散型聚氨酯先后在涂層和化學整理方面開始試用，本文擬對水分散型聚氨酯在功

二、水分散型聚氨酯的制備與性能 水分散型（或水性）聚氨酯是以水為連續(xù)相，聚氨酯顆粒為分散相的二元膠粒體系（或含極少量的溶劑）。水分散型聚氨酯可分為離子型和非離子型兩大類。離子型聚氨酯的結(jié)構(gòu)特征是：在聚合物分子鏈上除重復出現(xiàn)的氨基甲酸酯基團外，還有多個離子基團，它們是無規(guī)地或均勻地布在分子鏈上。這些離子基團在水中發(fā)生電離，吸附有極性的水分子，在粒子周圍形成水層，毋需經(jīng)高剪切力攪拌就能象加了乳化劑一樣形成水分散體，以致有人稱這些基團為“內(nèi)乳化劑”。按這些離子基團的荷電性，又可分為陰離子型、陽離子型和兩性離子型；而且，這些離子基團都是通過擴鏈劑引入聚氨酯結(jié)構(gòu)的。此外，還有非離子型聚氨酯，它是用親水性低聚物二元醇（如聚乙二醇），接在聚氨酯的分子鏈上；其親水性可使整個聚氨酯自發(fā)地分散于水中成水分散體。它的合成工藝類似于離子型聚氨酯。 （一）制備（1）（2）（3）（4）離子型聚氨酯水分散體的合成過程大致如下： 1、低聚物二元醇和二異氰酸酯反應，生成端異氰酸酯的預聚體；