聚氨酯

基于环氧环己烷环氧氯丙烷保护剂的聚氨酯

发布时间:2022/7/13 10:28:13   

纸质历史文物是有机文物,极易老化和变质。它们要经受环境污染、氧气、光线、温度、生物和水的侵蚀。涂层加固法是对纸张进行加固的一种重要方法。选择合适的加固树脂是关键。

聚氨酯涂层的优势是耐腐蚀、耐水、耐磨损以及低加工温度。但传统聚氨酯不稳定而且容易变黄。透明的聚氨酯是在聚醚多元醇的基础上制备的。聚醚多元醇是由含有一个醚链(R-O-R)和一个羟基端头的聚合分子链通过催化剂开环聚合制成的。开环聚合是以有活性氢原子(-OH、-NH2等)的化合物为起始剂聚合含有环氧结构的小分子化合物。这种方法制备的透明聚氨酯结合了聚醚多元醇和聚氨酯的优良特性,并呈现出高度的透明性。传统聚氨酯材料的不透明性质是由于微相分散和表面光分散造成的。而这种分散是由硬段和软段之间的微观不相容性造成的。

影响聚氨酯不透明度的因素有合成路线、异氰酸酯的类型、扩链剂的成分、软段的成分、分子量、软段的成分和热历史,以及最重要的段的结晶。当硬段和软段结晶时,它对透明度的影响并不明显。通过环氧环己烷的开环聚合,得到的聚醚多元醇分子不仅具有六元环的牢固性,而且还具有三元环氧基的高活性特点。六元环的稳固性提高了纸张在一定张力下的抗回缩折叠能力。再加上其较大的立体阻碍,合成的聚醚分子链是无序的、透明的,不易结晶。同时,对于环氧氯丙烷的线性结构,共聚醚的硬度下降,流动性增加。同时,在环氧氯丙烷中引入一个氯原子,将赋予聚氨酯一些新的性能,如阻燃性和良好的粘合性。合成的透明聚氨酯能很好地渗透到纸纤维中,在纤维之间形成一个三维交联系统。

以环氧环己烷和环氧氯丙烷为原料,甘油为引发剂,三氟化硼二乙醚为催化剂,二氯甲烷为溶剂,制备了环氧环己烷-环氧氯丙烷聚醚多元醇。采用红外(IR)光谱以及质子核磁共振(1HNMR)光谱来描述合成的共聚醚的结构。通过合成共聚醚与六亚甲基二异氰酸酯(HDI)三聚体的反应,制备了基于环氧环己烷-环氧氯丙烷的聚氨酯。测试了聚氨酯的质量浓度对纸样的拉伸强度、伸长率、耐折度和撕裂强度的影响。

对涂有10%聚氨酯液体的纸样进行的测试结果表明,涂有聚氨酯液体的纸在抗拉强度、伸长率、耐折度和撕裂强度方面呈现出优异的性能。而且光泽度和亮度也略有变化,这符合"修旧如旧"的原则。对使用10%聚氨酯液体的书法作品涂层的外观测定表明,墨水没有扩散,外观没有变化。与均聚醚基聚氨酯相比,共聚醚基聚氨酯对改善纸张的机械性能有更好的影响。

论文P信息:

年8月,期刊Coatings(IF=2.,[中科院年升级版]材料科学3区,[中科院年期刊预警]等级低)在线发表标题为“PreparationandApplicationofPolyurethaneCoatingMaterialBasedonEpoxycyclohexane-EpoxychloropropaneProtectiveforPaper”的文章。该论文通讯作者为郑州大学化学工程学院李华。其他作者单位包括南京医科大学康达学院药学系、中国郑州博物馆保藏部。

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