关于绿色聚氨酯的发展研究

杨雅碧 李淑娟 张志森 黎治伶 卢涵婧

【摘  要】提出了水性聚氨酯的概念并介绍了采用原料制备水性聚氨酯的方法下文综述了其在包装领域的应用，以及它的未来发展方向等方面以及对绿色聚氨酯的理念进行了论述，并提出了应用中存在的问题和展望。

【关键词】聚氨酯;水性聚氨酯;包装材料

1.聚氨酯简介

氨基甲酸酯，简称聚氨酯（PU），是综合性能优秀的合成树脂之一，由含有多元异氰酸酯基团和活泼氢基团的化合物经逐步聚合反应制得的一类高分子化合物。它的分子结构中具有典型的热力学不相容的软段和硬段结构，这种热力学不相容结构赋予了它具有耐温、耐磨损、耐老化、力学性能好等一系列优点。

溶剂型聚氨酯得到了广泛的使用，然而有机溶剂使用时造成空气污染，具有或多或少的毒性。水性聚氨酯以水为基本介质，具有不污染环境、节能、操作加工方便等优点已受到人们的重视。随着人们环保意识以及环保法规的加强，环境友好的水性聚氨酯的研究、开发日益受到重视，其应用已由皮革涂饰剂不断扩展到涂料、黏合剂等领域，正在逐步占领溶剂型聚氨酯的市场。

2.水性聚氨酯和多碳纳米管水性聚氨酯复合材料制备

因为水性聚氨酯污染少，柔性好，力学性能优良，且无毒，不易燃烧，节能，使其在各领域充可被充分利用。例如以 PTMG -1000 和 TDI、HDI（聚四氢呋喃二醇，二异氰酸酯，六亚甲基二异氰酸酯） 为原料制备聚氨酯预聚体，采用乳化法制备水性聚氨酯，制备水性聚氨酯，乳液稳定、性能优良。他们还通过实验对漆膜硬度、附着力、分散粒度进行了一系列分析，该研究的基础可在工业领域上应用。，比如应用于皮革涂饰、纸张涂层、钢材防锈、纤维处理、塑料及木材涂装、玻璃涂布等领域。

但由于水性聚氨酯含有亲水性的线性基团，它的耐水性，热稳定性不好，所以为了提高它的这些性能，段华锋，马国章等将多壁碳纳米管（MWCNTs）和WPU（水性聚氨酯）混合制备复合材料，采用 H2O2 -FeSO4试剂处理多壁碳纳米管（MWCNTs）使其羟基化，再与异氟尔酮二异氰酸酯反应将—NCO 接枝到 MWCNTs 表面，最后采用亚硫酸氢钠封闭得到亲水性 MWCNTs。将一定量的 MWCNTs 超声分散于 15 mL 丙酮中，加入 40 g WPU 乳液，磁力搅拌 2 h，将此混合液倒入模具中，室温下干燥 2 d，再在 90 ℃下干燥 8 h，得到 MWCNTs/WPU 复合材料膜。最后实验结果表明，复合材料的拉伸强度，耐水性，热稳定性都提高了。

3.水性聚氨酯的应用

3.1水性聚氨酯阻燃胶黏剂

水性聚氨酯胶黏剂本身是具有易燃性的，并多用于易燃材料。所以我们可以通过改性加入阻燃剂使其具有阻燃性从而起到保护包装内装物的作用。例如黄传峰，刘青青等在水性聚氨酯里加入硅系阻燃剂使原来易燃的水性聚氨酯胶黏剂变为阻燃胶黏剂，随着加入的聚二甲基硅氧烷含量的增加，聚氨酯的阻燃性能也提高了。最后在聚二甲基硅氧烷的帮助下，得到了难燃的水性聚氨酯。

3.2复合薄膜软包装

由水性聚氨酯构成的复合薄膜软包装能起到屏蔽、可印刷和熱封等功能，部分代替玻璃、马口铁、纸等包装材料，已广泛应用于食品、医药、化 妆品、办公消费品的包装。

4.结束语

水性聚氨酯成为现代新兴的绿色材料，它的应用前景辽阔并将打造绿色低碳节能的未来，对于它的经济投入和科研投入正在逐步增加，这必将给水性聚氨酯带来新一轮的技术创新，它的各方面性能也会进一步提高，成为包装的主要材料之一。随之而来的，将会有更多更加简便绿色的，高效率、高产率的合成方法被研究出来。

参考文献

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