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石油资源的逐渐匮乏和环境污染迫使人们将目光由溶剂型聚氨酯转向水性聚氨酯,由于水性聚氨酯具有环保性、柔韧性、耐磨性好等优点,被广泛应用在涂料、包装印刷、胶粘剂、皮革、造纸等方面。根据烟盒软包装行业的市场需求,要求水性聚氨酯无毒,应用于包装类挥发性有机溶剂(VOC)含量完全符合并低于烟草包装最新国家标准,无疑似苯峰值等。而水性聚氨酯是一种软硬段嵌段聚合物,水性聚氨酯耐热性、柔韧性、耐磨性等优异的性能都是来自于软硬段之间相互的作用力。本文采用含磺酸基的聚酯二元醇(SPD205)作为软段,异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、亲水扩链剂乙二胺基磺酸钠(A95)、小分子扩链剂1,4-丁二醇(BDO)、封端剂丙烯酸羟乙酯(HEA)作为硬段,制备了一种固含量较高、储存稳定性好的软段含磺酸盐的水性聚氨酯(SWPU),以其作为种子乳液,并用丙烯酸丁酯(BA)和甲基丙烯酸甲酯(MMA)混合单体共聚来改性SWPU,提高其乳液和胶膜的综合性能,得到了性能十分优异的磺酸型水性聚氨酯-聚丙烯酸酯(SWPUA)。在SWPU乳液的制备过程中加入可聚合的丙烯酸单体充当溶剂,克服了聚氨酯预聚时粘度过大的问题,因此制备过程无需添加任何有机溶剂,成功合成了具有核壳结构的磺酸型水性聚氨酯-丙烯酸酯(SWPUA),乳化程度能够方便控制,乳液固含量高达54%并且储存稳定,产品属于无VOC环保型的水性高分子材料,特别是不含中和剂三乙胺,可用于烟包用PET膜以及高光镀铝金银卡纸印刷。本论文研究了不同配比下制备的SWPUA乳液及胶膜的制备及性能影响,并确定了制备SWPUA乳液的最佳配比。本文的主要研究内容如下：(1)通过傅立叶变换红外光谱(FTIR)表征了聚氨酯的分子结构,结果表明成功制备了SWPUA,利用透射电镜(TEM)表明SWPUA乳胶粒为核壳结构,并且胶粒分布均匀,平均粒径不超过100 nm,扫描电镜(SEM)照片表明制备的SWPU胶膜表面平整,并且聚丙烯酸酯(PA)的引入使胶膜表面更加光滑平整；接触角测试结果则表明PA的引入能够增大胶膜的耐水性。热失重分析(TG)表征了所制备的SWPU胶膜的硬段的分解温度为326℃C,而软段的分解温度为405℃,随着PA含量的增大同时胶膜的耐热性朝着高温方向移动。(2)通过研究R值对SWPU乳液及胶膜性能的影响,表明当SPD205含量为40%,改变软硬段的比例胶膜可以获得不同的力学性能,随着R值的增大,SWPU胶膜的断裂伸长率降低,胶膜的拉伸强度增大,并且当R值为1.4时,乳液的冷冻稳定性和储存稳定性优异,可以储存12个月以上。(3)通过研究SPD205的含量对SWPU乳液及胶膜的影响,表明当SPD205含量为40%时,乳液性能较佳,外观良好,粒径最小为36.8 nm,随着PA的引入乳液的平均粒径逐渐增大,并且研究了不同PA含量对SWPUA乳液及胶膜性能的影响。随着PA含量的增大,SWPUA胶膜的拉伸强度从5.658MPa逐渐增大到11.425 MPa,而断裂伸长率从375%减小至242%；当PA含量为30%时,胶膜的吸水率最低,此时SWPUA乳液最稳定。(4)研究了改变引发剂KPS的含量对反应的影响,结果表明,当KPS含量占MMA和BA总量的1.5%时,单体转化率最高,此时SWPUA乳液最稳定。用这种SWPUA所配制的水性色漆性能优异,能够用于烟盒包装。