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水性聚氨酯(WPU)以水作为分散介质,是一种环境友好的绿色材料,具有挥发性有机化合物含量低和节约能源的特点,被广泛应用于各个领域。然而,单纯的水性聚氨酯乳液在性能上不能满足要求,如漆膜力学性能不佳、耐水性差、硬度低等,因此需对水性聚氨酯进行改性。由于环境污染和能源短缺的问题,需要找出可再生、可降解、价格低廉的物质来改性聚氨酯,蓖麻油(CO)因含有双键、羟基、酯基的官能团,对其进行环氧化处理,得到环氧蓖麻油(ECO)。用ECO改性WPU可达到环氧树脂改性水性聚氨酯的效果,这也是绿色创新型的研究方向。本研究首先采用单因素实验法,以蓖麻油(CO)、乙酸(CH3COOH)、双氧水(H202)、酸性氧化铝等合成环氧蓖麻油。主要研究了羧酸类型、反应时间、反应温度、H202滴加温度及用量等因素对环氧反应的影响。环氧蓖麻油的最佳合成条件为：n(CO的双键):n(CH3COOH):n(H2O2)=1:1.3:2.5,酸性氧化铝质量为CO的10%,尿素的质量为CO质量的0.3%,H202滴加温度55℃,滴加完在65℃下反应12.5 h,粗产物经过洗涤、脱水后得到环氧值最高为3.12%的环氧蓖麻油。主要采用红外光谱(FT-IR)和盐酸丙酮法对产物进行表征测试。利用上述制备的ECO去改性水性聚氨酯,选取低毒的二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、聚乙二醇600(PEG600)、2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)、1,4-丁二醇(BDO)、三乙胺(TEA)等制备了乳液及胶膜,探讨了制备过程中的反应条件和反应物用量的影响。实验证明：预聚在75～80℃反应2.5 h左右,然后在65～70℃下扩链,最后室温中和及乳化。当weco=5.5%时,所得乳液和胶膜性能最佳。采用傅里叶红外光谱(FT-IR)、热重(TG)、透射电镜(TEM)、接触角测量仪、力学测试等表征方法,研究了改性对水性聚氨酯结构与性能的影响。同时,本研究也制备了双酚A型环氧树脂(E-44)改性水性聚氨酯,探讨了与ECO改性水性聚氨酯性能上的差异。ECO改性水性聚氨酯胶膜的疏水性上较为优越,其他性能与E-44改性水性聚氨酯相差不多。