一、DMPA質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)乳液室溫穩(wěn)定性的影響

將合成的不同DMPA質(zhì)量分?jǐn)?shù)的一系列水性聚氨酯乳液測(cè)試乳液的穩(wěn)定性。結(jié)果見(jiàn)下圖。通常,在離心機(jī)中以3000r/min轉(zhuǎn)速離心沉降15min后,若無(wú)沉淀,可以認(rèn)為有6個(gè)月的貯存穩(wěn)定期。

從上表可以看出,隨著DMPA質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增大,乳液從乳白色變?yōu)榘胪该?離心后的少量沉淀到無(wú)分層和沉淀,說(shuō)明乳液越來(lái)越穩(wěn)定。文獻(xiàn)也表明只有DMPA質(zhì)量分?jǐn)?shù)在（3%-8%）范圍時(shí),乳液才比較穩(wěn)定。這是因?yàn)轭A(yù)聚物分散以后,疏水的分子鏈卷曲形成顆粒的核,帶有離子的親水基團(tuán)則位于顆粒表面,親水基團(tuán)朝向水中,由于顆粒不停地做布朗運(yùn)動(dòng)以及正負(fù)離子相伴而生,在顆粒表面形成一個(gè)雙電層,產(chǎn)生了電動(dòng)勢(shì),這種電動(dòng)勢(shì)阻止了顆粒之間的相互接近而凝聚,形成了穩(wěn)定的乳液。當(dāng)DMPA用量為2.6%時(shí),乳液呈乳白色,離心測(cè)試后產(chǎn)生分層現(xiàn)象而當(dāng)DMPA用量達(dá)到6.6%時(shí),此時(shí)溶液非常穩(wěn)定。當(dāng)DMPA質(zhì)量分?jǐn)?shù)過(guò)低時(shí)（如2.6%），難以形成穩(wěn)定的乳液,得到的乳液靜置后出現(xiàn)分層現(xiàn)象；DMPA質(zhì)量分?jǐn)?shù)過(guò)高時(shí)（如7.6%），反應(yīng)很難進(jìn)行,易發(fā)生凝膠。所以當(dāng)DMPA質(zhì)量分?jǐn)?shù)在（3.6%-6.6%）范圍時(shí),乳液比較穩(wěn)定。因此所制得的乳液DMPA質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于2.6%時(shí)乳液穩(wěn)定性能較好,便于實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用。

二、DMPA質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)乳液粘度的影響

將所制得一系列水性聚氨酯乳液測(cè)試乳液的粘度,其結(jié)果見(jiàn)下圖。

從上圖可以看出,隨著DMPA質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加,乳液的粘度增加。這可能是由于水乳液的粘度主要與聚氨酯的離子電荷數(shù)量、顆粒結(jié)構(gòu)等因素有關(guān)。一方面,隨著DMPA質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加，則聚合物分子鏈上的陰離子數(shù)目增多,分子鏈之間斥力增大,電凝滯效應(yīng)增強(qiáng),位移阻力增大,粘度增加。

三、DMPA質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)涂膜力學(xué)性能的影響

將合成的不同DMPA質(zhì)量分?jǐn)?shù)的系列水性聚氨酯乳液制成薄膜,測(cè)試聚氨酷薄膜的力學(xué)性能。其結(jié)果見(jiàn)下圖。

隨著DMPA質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增大,涂膜的拉伸強(qiáng)度呈上升趨勢(shì)。這是因?yàn)殡S著DMPA用量的增加，分子結(jié)構(gòu)中硬段含量提高,分子內(nèi)庫(kù)侖力和氫鍵作用都增強(qiáng),鏈的柔順性下降,導(dǎo)致涂膜的拉伸強(qiáng)度增加。

同時(shí),隨著DMPA質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，薄膜的斷裂伸長(zhǎng)率減小,這是因?yàn)樵诰郯滨ユ湺谓Y(jié)構(gòu)中氨基甲酸酯鍵構(gòu)成硬段,多元醇構(gòu)成軟段,聚氨酯的軟段賦予薄膜柔韌性和彈性,因而含較多軟段的聚氨酯聚合物具有良好的伸長(zhǎng)率和彈性。硬段賦予薄膜強(qiáng)度和硬度,含有較多硬段的聚合物具有較高的強(qiáng)度及較低伸長(zhǎng)率。

當(dāng)DMPA用量較低時(shí),體系中硬段含量減少,分子間作用力隨之減小,導(dǎo)致產(chǎn)物的拉伸強(qiáng)度相對(duì)較低,但由于此時(shí)軟段含量相對(duì)較高,所以薄膜的斷裂伸長(zhǎng)率相對(duì)較高。當(dāng)DMPA用量增加,分子結(jié)構(gòu)中硬段含量提高,羥基、氨酯鍵及脲鍵的濃度較高,產(chǎn)物內(nèi)聚能密度相應(yīng)提高，分子內(nèi)庫(kù)侖力和氫鍵作用都增加,導(dǎo)致薄膜的拉伸強(qiáng)度增加。

四、DMPA質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)涂膜吸水率的影響

將合成的不同DMPA質(zhì)量分?jǐn)?shù)的系列水性聚氨酯乳液制成薄膜,測(cè)試聚氨酯薄膜的吸水率。其結(jié)果見(jiàn)下圖。

隨著DMPA質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加,親水單體的用量增加,涂膜的吸水率提高。這是因?yàn)殡S著親水單體用量的增加,水的進(jìn)入比較容易,導(dǎo)致吸水率提高。

五、不同DMPA質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)聚氨酯乳液涂層織物性能的影響

DMPA質(zhì)量分?jǐn)?shù)不僅影響乳液的穩(wěn)定性和涂膜的力學(xué)性能對(duì)涂層織物的防水透濕性能也有影響。將合成的不同DMPA質(zhì)量分?jǐn)?shù)的系列水性聚氨酯乳液,按焙烘溫度140℃的工藝進(jìn)行涂層整理,涂層量約為20g/m2，然后測(cè)試涂層后織物的防水透濕性能,結(jié)果見(jiàn)下圖。

從上圖可以看出,隨著DMPA用量的增加,涂層織物的透濕量顯著的增加,而靜水壓不斷的減少,這是因?yàn)镈MPA中COOH含量隨著DMPA的增加而增加,使得傳遞水分子的親水基石不斷增加,水汽分子透過(guò)織物的數(shù)量增加,從而使得透濕性能得到增加,同時(shí)降低了織物的疏水性能,使得靜水壓下降。從上圖可以看出,當(dāng)DMPA質(zhì)量分?jǐn)?shù)在2.6%時(shí),織物的透濕量為3002.34g/m2*24h，靜水壓可達(dá)7.02kpa，當(dāng)DMPA質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.6%時(shí),織物的透濕量為4736.56g/m2*24h，靜水壓達(dá)6.67kpa，透濕量發(fā)生了顯著變化,而靜水壓改變不明顯。

從上述測(cè)試數(shù)據(jù)表明,隨著DMPA用量的增加,乳液的粘度逐漸增大涂膜的拉伸強(qiáng)度逐漸增大,薄膜的斷裂伸長(zhǎng)率逐漸減小吸水率逐漸增大同時(shí)當(dāng)DMPA含量在（3.6%-6.6%）范圍時(shí),乳液比較穩(wěn)定。將這一系列不同DMPA含量PU乳液對(duì)織物進(jìn)行涂層,我們可以發(fā)現(xiàn)隨著DMPA用量的增加,涂層織物的透濕量顯著的增加,而靜水壓不斷的減少,當(dāng)DMPA質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.6%時(shí),此時(shí)織物的靜水壓為6.67KPa（大于5.58KPa），透濕量可達(dá)4736.5g/（m2×24h），大于4000g/（m2×24h）。因而選定本實(shí)驗(yàn)中DMPA質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.6%。