專家找到水性聚氨酯的設計合成新思路
近日，江漢大學教授萬曉波團隊在揭示電荷聚集對水性聚氨酯性能影響的研究中取得重要進展，相關研究成果以《具有帶有多個磺酸鹽基團的新型擴鏈劑的水性聚氨酯》為題發表在國際期刊《化學工程學報》上。
相關理論示意圖。受訪單位供圖
環境友好的綠色工業是當前工業發展的主流方向，其中賦予材料水性化是實現綠色工業的必然選擇。聚氨酯因力學性能優異、生物相容性好、性能可調范圍廣等優點，在光電材料、生物醫用材料等領域已得到廣泛應用。為更好賦予聚氨酯水性化特性，該研究創新性提出以離子聚集的手段來平衡聚氨酯的乳化性能和耐水性能的策略。
研究從磺酸鹽型親水擴鏈劑的結構設計出發，合成了一類新型的含有多個磺酸離子基團的擴鏈劑，利用離子基團數量的增加來增強擴鏈劑的離子強度。
研究人員介紹，這種具有更高離子強度的擴鏈劑能實現聚氨酯分子鏈上離子電荷數量的局部聚集，能保證在更低擴鏈劑用量的條件下維持聚氨酯乳液中膠束表面的高電位，有助于水性聚氨酯的乳化穩定性等性能的提升；而減少離子型擴鏈劑用量又能有效降低水性聚氨酯中親水鏈段的比例，從而有效改善了聚氨酯的耐水性。在最優情況下，僅需1.2 mol%的離子型擴鏈劑即可獲得穩定的水性聚氨酯乳液。該研究工作為水性聚氨酯的設計合成提供了新思路。
相關論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.147537
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