聚氨酯(PU)是聚氨基甲酸酯的简称,一般由聚酯/聚醚多元醇组成软段,二异氰酸酯和小分子扩链剂组成硬段,由于软硬段的微相分离造就了聚氨酯独特的力学性能,同时聚氨酯的软硬度可以通过分子结构的设计调节。聚氨酯分子中存在大量的极性键,在大分子间可以形成氢键,由于氢键作用使涂膜具有很好的强度,以及耐磨、耐水、耐溶剂,耐低温和高粘接强度等性能,使其广泛用于涂料、粘合剂、皮革涂饰剂、纺织助剂、造纸工业助剂、医药和电子材料等。　　随着现代科学技术及现代工业的发展,环境污染给人们赖以生存的地球以及人类本身造成了极大的威胁,人们不得不探索新的发展模式和发展战略,寻求一条既能保证经济增长和社会发展,又能建设一个和谐的社会的道路。在聚氨酯行业中,传统的溶剂型涂料含有大约50％的有机溶剂,即挥发性有机物(VOC)和有害大气污染物(HAP),是重要的环境污染物之一。环境友好型聚氨酯应运而生,环境友好型聚氨酯的分散介质是环保的、对空气没有污染、节能的或者不使用分散剂,符合广大行业的需要。本课题在阅读大量国内外文献的基础上,根据本实验室具体条件,对水性聚氨酯和醇溶性聚氨酯合成以及性能研究。具体工作分为三个部分:　　第一提高水性聚氨酯固含量的研究　　高固含量的水性聚氨酯乳液具有设备利用率高、运输成本和单位产品能量消耗低等优点,而倍受关注。因此,生产高固含量产品是水性聚氨酯的发展方向之一。研究结果发现:1.水性聚氨酯乳液粘度直接决定固含量的高低,有效的降低乳液粘度可以提高固含量。2.丙酮使用量、DMPA含量、DMPA中和程度、乳化温度和交联剂用量都会影响水性聚氨酯乳液粘度,直接决定合成水性聚氨酯的固含量,选择合适的用量可以明显提高固含量。　　第二醇溶性聚氨酯合成、改性以及性能研究　　醇溶性聚氨酯合成使用绿色溶剂乙醇为溶剂,是一种准环境友好型聚氨酯。本课题在大量实验基础上,摸索出了一条合成醇溶聚氨酯的工艺路线,并且使用有机硅、环氧等改性醇溶性聚氨酯。研究结果表明:1.合成的醇溶聚氨酯具有很好的力学性能和初粘性,但是耐水性一般。2.使用环氧改性醇溶性聚氨酯,改性方法不同对聚氨酯性能影响也不一样,所以在使用时要根据具体的使用环境而选择改型方法。3.有机硅改性可以明显改善聚氨酯的表面性能,胶膜的表面接触角可以增大到95度左右,但是有机硅的加入会对力学性能有影响,所以有机硅的量一定要适度。　　第三醇溶聚氨酯和水性聚氨酯综合性能对比　　目前,水性聚氨酯的研究已经很成熟,但是醇溶聚氨酯相关文献报道很少,市场上相关产品也很少,所以本文参照水性聚氨酯的综合性能作为对比,来观察合成的醇溶性聚氨酯的性能。研究结果表明:1.相对与水性聚氨酯,醇溶性聚氨酯具有很好的初粘性,溶液的表面张力也较低有利于基材润湿,但是溶液粘度却大得多。2.DSC测试表明相同配方下醇溶聚氨酯的玻璃化转变温度向高温偏移。3.由TEM测试可知,水性聚氨酯乳液是以大小很均匀的粒子形态存在,而醇溶性溶液聚氨酯硬段之间以大小不同的尺寸不紧密的结合在一起。　　总之,通过大量的实验研究可以把水性聚氨酯固含量提高到50％以上。根据已摸索出的路线,可以合成高性能的醇溶聚氨酯,通过改性进一步提高性能,通过与水性聚氨酯对比可知,合成的醇溶性聚氨酯确实具有很好的综合性能。但是醇溶性聚氨酯合成仍然处于起步阶段,不成熟的地方还很多,许多地方还需要进一步发展和完善。