水性PU之流變性質研究｜國立中央大學博碩士論文系統

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研究生：	鄭詔仁 Chian-Rin Cheng
論文名稱：	水性PU之流變性質研究
指導教授：	陳登科 Teng-Ko Chen
口試委員:
學位類別：	碩士 Master
系所名稱：	工學院 - 化學工程與材料工程學系 Department of Chemical & Materials Engineering
畢業學年度：	88
語文別：	中文
論文頁數：	85
中文關鍵詞：	水性PU
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近來由於環保意識抬頭，溶劑價格高漲，再加上世界各國紛紛立法限制VOC(Volatile Organic Compound)的排放量，促使塗料界廠商由先前的有機溶劑塗料，改而發展水性（water-borne）系統。
由於水性PU具有多功能性，因此成為大家廣泛研究的課題，然其製程頗多，且文獻所述方法、細節亦各異。因此，本論文選定以prepolymer mixing process合成水性PU，期望能找出最適的合成條件，在固定硬段含量的條件下，針對共溶劑含量、離子基含量、軟段分子量、軟段種類、異氰酸鹽種類、反應程序等變因，作一系列探討，並觀測其黏度行為，提供本實驗室日後深入研究的方向。
實驗結果顯示：膠體溶液黏度主要受膠體體積分率ψ(ψ=膠體體積/全部溶液體積)影響；對分散系統而言，共溶劑含量有一最適值；離子基含量愈多，分散粒徑愈小，分散液愈安定，但成膜後機械性質、耐水性均差；軟段分子量2000機械性質較佳，軟段分子鏈段愈長有助分散；親水性軟段有助分散，易結晶軟段有助機械性質提升；異氰酸鹽對稱性佳，有助耐水性提升；低含量(5wt%)的silicone rubber，於高離子基含量時(2.2 wt%)，對安定度有一定程度的提升。

摘要
目錄--------------------------------------Ⅰ
圖目錄------------------------------------Ⅴ
表目錄------------------------------------Ⅷ
第一章 序論------------------------------1
第二章、文獻回顧--------------------------3
1 PU水性化技術之介紹-------------------------3
1.1 親水基的導入----------------------------------3
1.2 PU ionomers-----------------------------------5
1.3 分散過程的機制--------------------------------6
1.4 水性PU主要製程-------------------------------7
2 水性PU分散液的物理性質--------------------11
2.1 水性PU分散液的安定機制 ----------------------11
2.2 電雙層理論(The electrical double layer)-------12
2.2.1 膠體(Colloid)的定義----------------------------12
2.2.2 膠體的穩定性-----------------------------------12
2.2.3 電雙層(The electrical double layer) -----------13
2.3 共溶劑(co-solvent)的影響--------------------18
2.4水性PU成膜後之性質--------------------------18
3 水性PU的流變性質(Rheology)----------------20
3.1 Rheology的定義--------------------------------20
3.2 黏度的定義-------------------------------------20
2.3流體的分類--------------------------------------21
3.4 靜凝性(Thixotropy) and搖凝性( Rheopexy)--------24
3.5 水性PU rheology--------------------------------25
4 影響水性PU性質的主因-----------------------27
4.1 離子基含量-------------------------------------27
4.2 軟段種類---------------------------------------28
4.3 軟段分子量-------------------------------------29
4.4 異氰酸鹽種類-----------------------------------30
4.5 硬質段含量-------------------------------------31
4.6 中和劑-----------------------------------------32
4.7 其他因素---------------------------------------33
第三章、實驗部份------------------------34
1 化學藥品---------------------------------34
2 儀器設備---------------------------------35
3 水性PUU(Polyurethane urea)合成-----------36
3.1 反應物--------------------------------------36
3.2 合成步驟------------------------------------36
3.3 NCO官能基濃度滴定(ASTM-D1368)---------------37
3.4 試片的製造----------------------------------38
4 水性PU sample的鑑定---------------------38
4.1 黏度的量測----------------------------------38
4.2 FTIR----------------------------------------38
4.3 DSC-----------------------------------------38
4.4 機械性質------------------------------------39
4.5 分散粒徑------------------------------------39
4.6 Zeta potential-------------------------------39
4.7 吸水率與重量損失率---------------------------39
第四章、結果與討論----------------------41
1 探討的變因-------------------------------41
2水性PU的流變行為-------------------------44
2.1 Thixotropy及Rheopexy行為的觀察-------------44
3 粒徑、黏度及Zeta電位的量測---------------54
3.1共溶劑(acetone)含量的影響---------------------54
3.2 離子基含量的影響------------------------------57
3.3 軟段分子量的影響------------------------------59
3.4 軟段種類--------------------------------------61
3.5 異氰酸鹽種類----------------------------------62
3.6 反應程序的影響--------------------------------63
3.7 Silicone rubber的影響-------------------------66
4 玻璃轉移溫度(Tg)---------------------------67
5 FTIR---------------------------------------71
6 機械性質-----------------------------------73
7 吸水率及重量損失率-------------------------78
第五章、結論------------------------------81
參考文獻---------------------------------------83

                                

1. T.K.Kim and B.K.Kim , Colloid Polym. Sci. , 1991 , 269 , 885~894
2. D.J.Hourston , G.Williams , R.Satguru , J.D.Padget , and D. Pears ,
J. Appl. Polym. Sci. , 1997 , 66 , 2035~2042
3. Y.M.Lee , J.C.Kim , and B.K.Kim , Polymer , 1994 , 35 , 1095
4. S.Y.Lee , J.S. Lee , and B.K.Kim , Polymer International , 1997 , 42 ,
67~76
5. Sung , C.S.P. , Smith , T.W. & Sung , N.H. , Macromolecules ,
1980 , 13 , 117
6. C.B.Wang , & S.L.Cooper , Macromolecules , 1983 , 16 , 775
7. Abouzahr , S. & Wilkes , and G.L. , J. Appl. Polym. Polym. Sci. ,
1984 , 29 , 1695
8. S.H.Son , H.J.Lee , J.H.Kim , Colloids and Surfaces A: Physicochem.
Eng.Aspects , 1998 , 133 , 295~301
9. B.K.Kim and T.K.Kim , J. Appl. Polym. Sci. , 1991 , 43 , 393~398
10. J.W.Rosthaus and K.Nachtkamp , Advances in Urethane Science and
Technology , 1987 , 10 ,121
11. G.Oertel , Polyurethane Handbook , Hanser , N.Y. , 1985
12. S.L.Hsu , H.X.Xiao , H.H.Szmant , and K.C.Frisch , J. Appl. Polym.
Sci. , 1984 , 29 , 2467
13. Y.M.Lee , J.C.Lee and B.K.Kim , Polymer , 1994 , 35 , 1095
14. Lorenz O. , Haulena F. and Klebon O. , Angew Makromol Chem ,
1973 , 33 , 159
15. Lorenz O. and Hick H. , Angew Makromol Chem , 1978 , 72 , 115
16. Srichatrapimuk V.O.W. and S.L.Cooper , J. Macromol. Sci-Phys. ,
1974 , 9 , 447
17. G.A.Senich and W. J.MacNight , Macromolecules , 1980 , 13 , 106
18. C.K.Kim , B.K.Kim , and H.M.Jeong , Colloid Polym. Sci. , 1991 ,
269 , 889
19. D. Dieterich , Prog. Org. Coatings , 1981 , 9 , 281
20. C.D.Han , " Multi-phase flow in polymer processing " , Academic
Press , N.Y. , 1981
21. L.A.Utraki , " Polymer alloys and blends " , Hans Publishers ,
N.Y. , 1989
22. Hepburn , C. , " Polyurethane Elastomer " , Elsevier Applied
Science , Condon , 1991
23. Petrovic , Z.R.J. , Polym. Sci PartB:Polym-Phys , 1989 , 27 , 545
24. F.M.B. Coutinho and M.C.Delpech , Polymer testing , 1996 , 15 ,
103~113
25. H.X. , H.X.X. , Kurt C. Frish and N.Malwitz , J. Appl. Polym. Sci. ,
1994 , 54 , 1643~1650
26. G.L.Wilkes , S.Bargrodia , W.Humphries and R.Wildnauer , J. Polym.
Lett. , 1975 , 13 , 321
27. G.L.Wilkes and R.Wildnauer , J. Appl. Phys. , 1975 , 46 , 448
28. T.R.Hesketh , T.W.C.Van Bogart and S.L.Cooper , Polym. Eng. Sci. ,
1980 , 20 , 190
29. X.Wei and X.Yu , J. Appl. Polym. Sci Part B:Polym. Phys. , 1997 ,
35 , 225~232
30. R.D.Lundberg , "Encyclopedia of Chemical Technology" , 3rd ed. ,
1984 , Supplement Volume , 546
31. R.A.Register , X-hai Yu and S.L.Cooper , Polym. Bull ,1989 , 22 , 565
32. G.C.Marx , D.F.Caulfield and S.L.Cooper , Macromolecules , 1973 ,
6 , 344
33. C.G.Bazuin and A. Eisenberg , Ind. Eng. Chem. Prod. Res. Dev. ,
1981 , 20 , 271
34. A.Eisenberg , B.Hard and R.B.More , Macromolecules , 1990 , 23 ,
4098
35. C.Z.Yang , T.G.Grasel , J.L.Bell , R.A.Register and S.L.Cooper ,
J.Polym.Sci.:Polym.Phys. , 1991 , 29 , 581
36. B.K.Kim and J.C.Lee , J.Polym.Sci A: Polym. Chemistry , 1996 , 34 ,
1095~1104
37. R.B.Bird , W.E.Stawart and E.N.Lightfoot , Transport Phenomena ,
Wiley , N.Y. , 1960
38. G.L.Flickinger , I.S.Dairanieh and C.F.ZuKoski , J.Non-Newtonian
Fluid Mech. , 1999 , 87 , 283~305
39. R.Satgurau , J.McMahon , J.C.Padget and R.C.Coogan , Aqueous
polyurethanes for surface coatings , Presented at the Congress of the
Federation of Scandinavian Paint & Varnish Technologists ,
Copenhagen , 1993
40. W.B.Russel , D.A.Saville and W.R.Schowalter , Colloidal
Dispersions , Cambridge University , Cambridge , 1989
41. R.Buscall , J.W.Goodwin , M.W.Hawkins and R.H.Ottewill , J. Chem.
Soc. ,1982 , 78 , 2873~2899
42. J.Mewis , W.J.Frith , T.A.Strivens and W.B.Russel , AIChE J.35 ,
1989 , 415~422
43. M.M.Cross , J.Colloid Sci. , 1965 , 20 , 417~437
44. T.L.Smith , J.Polym.Sci. , Polym.Phys-Ed , 1974 , 12 , 1825
45. T.L.Smith , Polym.Eng.Sci. , 1977 , 21 , 3323
46. U.S. Patent 4183836 , Du Pont (1980)
47. H.A. Al-Salah , K.C.Frisch , H.X.Xiao , J.A. , Jr. , J. Applied Polymer
Science A , 1988 , 26 , 1609~1620
48. Egboh , S.H. , J.Macromol.Sci.Chem. A , 1984 , 21(1) , 35
49. U.S. Patent 4190566 , Bayer A.G. (1980)
50. U.S. Patent 4493912 , General Electric Co. (1985)
51. Yun Chen and Yueh-Liang Chen , J. Applied Polymer Science , 1992 ,
46 , 435~443
52. Desor , U ,Water-borne acrylic dispersions:An alternative solvent ,
Paper 7 Resins for the Millennium Symposium Harrogate Published
by OCCA/ERMA
53. Calbo , L.J. , Proceeding of the 13th Annual Water-Borne and Higher
solids Coatings Symposium , 1986 , p.356
54. R.J.Hunter , "Zeta Potential in Colloid Science : Principles and
applications" , Academic Press , London , 1985
55. R.J.Hunter , Rose G , Colloid and Polymer Science , 1981 , 259 , 587
56. Mackor , E.C. , J.Coll.Sci. , 1951 , 6 , 492
57. H.A. Al-Salah , K.C.Frisch , H.X.Xiao , J.A. , J. Applied Polymer
Science A , 1987 , 25 , 2127~2137
58. Dieterich D. , Keberle W. and Witt H. , Angew Chem. Int. Edn. ,
1970 , 9 , 40
59. W.C.Chan and S.A.Chen , Polymer, 1988 , 29 , 1995
60. D.J.Shaw , "Introduction to Colloid and Surface Chemistry" , 4th
ed. , Butterworth
61.Malvern Instruments Seminar , 1999

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