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水性聚氨酯是指将聚氨酯预聚体扩散于水中,以水为溶剂,体系中没有或含有极少的有机溶剂,对人体和环境产生的伤害很小,在当今对环保日益注重的情况下,受到了大众的关注,并迅速发展为全球喜爱的产品之一。水性聚氨酯合成的关键是把有亲水结构的有机高分子和聚氨酯的结构接到一起,扩链剂自身含有某些特性基团,接入聚氨酯分子链段后,使得聚氨酯具备扩链剂的某些功能。在聚氨酯结构中引入阳离子亲水基团能够得到阳离子水性聚氨酯,阳离子水性聚氨酯带有正电基团,容易和带阴离子的物质反应,导致力学性能差,乳液易变黄。本文通过实验合成了一种叔胺基团在分子链侧链上的阳离子扩链剂,进而合成阳离子水性聚氨酯,通过改变单一反应条件,优化了新型阳离子扩链剂N,N-二甲基-2-(二羟甲基)丁胺,为了探究其对阳离子水性聚氨酯性能的影响,合成了不同摩尔量亲水扩链剂的水性聚氨酯。利用核磁共振氢谱和液质联用仪对阳离子扩链剂进行了表征。探究了合成的新型阳离子的性能并与N-甲基二乙醇胺体系的水性聚氨酯做了比较,主要工作内容如下:(1)新型阳离子扩链剂N,N-二甲基-2-(二羟甲基)丁胺的合成与表征将2-乙基-2-羟甲基氧杂环丁烷和二甲胺溶液在高温高压下反应,合成了阳离子扩链剂N,N-二甲基-2-(二羟甲基)丁胺。对其结构进行表征,核磁共振氢谱上出现了N,N-二甲基-2-(二羟甲基)丁胺结构中每个位置的峰,且液质联用仪上在162处出现了信号极强的分子峰。用过改变单一反应条件,探究了合成工艺:在催化剂用量为4%、2-乙基-2-羟甲基氧杂环丁烷和二甲胺在物质的量的比值为1:5、反应温度180℃下,反应18h,N,N-二甲基-2-(二羟甲基)丁胺的生成率最高,能够达到97%;(2)阳离子水性聚氨酯的研究用N,N-二甲基-2-(二羟甲基)丁胺作为亲水扩链剂合成了阳离子水性聚氨酯探究了扩链剂添加方式以及中和度对反应影响。得知N,N-二甲基-2-(二羟甲基)丁胺合成水性聚氨酯条件平和,在60℃下一次性投料就能取得稳定的水性聚氨酯分散体,并且在中和度为1:3时取得的水性聚氨酯乳液最稳定。探究了N,N-二甲基-2-(二羟甲基)丁胺的添加量与水性聚氨酯分散体粒径的影响并与MDEA体系的水性聚氨酯分散性能做了对比。结果显示N,N-二甲基-2-(二羟甲基)丁胺作为扩链剂,有更好的分散性能。对两种水性聚氨酯的耐黄变能力、力学性能,耐水性和耐性做了研究,结果显示本文合成的阳离子水性聚氨酯的力学性能高于MDEA体系,耐黄变能力明显增强,热重分析显示耐热性也比较优异,但耐水性不如MDEA合成的水性聚氨酯。