1.1 聚氨酯彈性體概述
聚氨酯的分子結(jié)構(gòu)中含有氨基甲酸酯重復(fù)鏈節(jié)的高分子。它是由異氰酸脂單體和含活潑氫的化合物逐步聚合而成。由于聚氨酯分子結(jié)構(gòu)中存在大量的極性鍵，以及分子間穩(wěn)定的氫鍵，因此聚氨酯具有許多優(yōu)異的性能，尤其是物理機(jī)械性能好，耐磨，附著能力強(qiáng)，優(yōu)良的耐高溫、低溫性能，耐腐蝕性優(yōu)良，電性能良好等等[1～3]。聚氨酯的用途十分廣泛：可用于制造彈性纖維、彈性體、涂料、膠黏劑、軟、硬泡沫塑料、人造革等等。隨著科學(xué)技術(shù)地不斷發(fā)展，聚氨酯彈性體的性能不斷得到提升，新產(chǎn)品層出不窮，廣泛應(yīng)用在國(guó)防、航天、石油、醫(yī)療、體育、建材等領(lǐng)域，應(yīng)用前景十分廣闊。
聚氨酯彈性體又稱聚氨酯橡膠(PUR)，它屬于特種合成橡膠。傳統(tǒng)上按聚氨酯彈性體加工特性的不同，把它分為澆注型(CPU)、熱塑型(TPU)和混煉型(MPU)三大類?；鞜捫途郯敝瑥椥泽w是采用聚醚多元醇和異氰酸酯反應(yīng)制得的固體生膠狀聚合物，利用傳統(tǒng)橡膠加工機(jī)械和加工程序，進(jìn)行塑煉混煉，用模具硫化成型。澆注型聚氨脂彈性體，它是采用聚醚多元醇和異氰酸脂、擴(kuò)鏈劑等配合劑經(jīng)兩步或一步法合成的線型液態(tài)聚合物，它是液體狀態(tài)澆注在模具中，加熱、熟化使其轉(zhuǎn)化成具有一定網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的橡膠狀固體。熱塑性聚氨脂彈性體，它是使用聚醚多元醇和異氰酸酯反應(yīng)生成線型的聚合物，然后經(jīng)過(guò)加工成為顆粒狀固體。
聚氨酯彈性體是彈性體比較特殊的一類，其原材料種類很多，配方多種多樣，可調(diào)范圍很大[4～6]。聚氨酯彈性體硬度范圍很寬，是介于橡膠與塑料之間一類特殊的高分子材料。
1.2 聚氨酯彈性體合成的原料
透明聚氨酯彈性體通常由低聚物多元醇、二異氰酸酯和醇類擴(kuò)鏈劑反應(yīng)合成，有出色的耐介質(zhì)、耐環(huán)境性能,相容性好，對(duì)多種基材粘接性強(qiáng)，在機(jī)械、建筑、汽車制造、醫(yī)藥以及航空航天等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用[7,8]。透明聚氨酯彈性體的研究多集中于以4,4-二異氰酸酯(MDI)、甲苯二異氰酸酯(TDI)、1,6 - 己二異氰酸酯(HDI)和異氟而酮二異氰酸酯(IPDI)等作為硬段的聚氨酯彈性體[9]。環(huán)己基甲烷二異氰酸酯(HMDI)是典型的不變黃脂肪(環(huán))族異氰酸酯,因結(jié)構(gòu)中含有六元環(huán),其耐熱性較普通脂肪族異氰酸酯有較大提高，同時(shí)由于結(jié)構(gòu)中不含苯環(huán),耐環(huán)境性能優(yōu)異。
(1)二異氰酸酯：脂肪族和脂環(huán)族二異氰酸脂(簡(jiǎn)稱ADI)制備的聚氨酯材料具有優(yōu)良的機(jī)械性能、突出的化學(xué)穩(wěn)定性以及優(yōu)異的耐候性，被廣泛的用作工業(yè)和汽車聚氨酯涂
料。脂肪族異氰酸酯主要包括:六亞甲基二異氰酸酯(HDI)、2，2，4一三甲基己二異氰酸酯(TMDI)、四甲基間二甲苯基二異氰酸脂(TMXDI)、間二亞甲基苯二異氰酸脂(XDI);脂環(huán)族異氰酸酯主要包括:3一異氰酸甲基一環(huán)己烷二異氰酸酯(IPDI)、4，4’-二環(huán)己基甲烷二異氰酸脂(H12MDI)、甲基環(huán)己烷二異氰酸脂(HTDI)等。其中HDI、IPDI和H12MDI為最常用的3種ADI。
(2)羥基組分：合成聚氨酯樹(shù)脂中大約90%的多元醇為聚醚多元醇。這類多元醇以含活潑氫起始劑，如乙二醇、一縮乙二醇。乙二胺、三乙醇胺等，在催化劑的作用下，由含氧化合物，如環(huán)氧乙烷、環(huán)氧乙烷、四氫呋喃等開(kāi)環(huán)聚合而成。
聚醚多元醇耐堿、耐水性好，粘度較低，是制備無(wú)溶劑或高固體份涂料的重要原料。由于醚鍵的柔韌性，使涂膜的低溫性能優(yōu)異。但在紫外線照射下，聚醚易氧化形成過(guò)氧化物，制得的涂膜戶外耐久性欠佳。
常用的聚醚多遠(yuǎn)純有三羥基聚氧化丙醚。二氧化聚羥基乙醚。聚四氫呋喃二醇等。
1.3 聚氨酯彈性體的制備方法
從制備的工藝流程來(lái)分聚氨酯彈性體的制備分為一步法、二步法(預(yù)聚體法)、半預(yù)聚體法。
1.3.1一步法
一步法：是將聚合物多元醇、二異氰酸酯和擴(kuò)鏈劑放在一起，經(jīng)充分混合后澆入模具中加熱固化，待尺寸穩(wěn)定后再進(jìn)行硫化的一種方法。
一步法合成的CPUR一般物性不佳，只有在聚合物多元醇類的羥基數(shù)>2時(shí)，或多異氰酸酯的-NCO數(shù)>2時(shí)，用一步法合成最合適，如軟泡沫塑料和硬泡沫塑料等，都是采用一步法。聚合物多元醇及多異氰酸酯的羥基數(shù)都等于2的原料，最好采用預(yù)聚法來(lái)合成CPUR。
1.3.1二步法(預(yù)聚體法)
二步法(預(yù)聚體法)，是澆注型PU彈性體(CPU)最傳統(tǒng)的工藝，工藝成熟。由于經(jīng)過(guò)預(yù)聚，分子鏈規(guī)整性好，制品力學(xué)強(qiáng)度高，也比較容易進(jìn)行分子設(shè)計(jì)。
整個(gè)方法主要包含兩個(gè)步驟。第一步，合成預(yù)聚體。二元羥基化合物與過(guò)量的二元異氰酸酯反應(yīng)，生成兩端皆為NCO基團(tuán)的加成物。這種加成物稱為預(yù)聚體。第二步，預(yù)聚體的擴(kuò)鏈反應(yīng)和交聯(lián)反應(yīng)。
1.3.3半預(yù)聚體法
半預(yù)聚體法是介于預(yù)聚體法和一步法間的一種方法，即將預(yù)聚物中的一部分聚合多元
醇轉(zhuǎn)移到擴(kuò)鏈體系中去，與擴(kuò)鏈劑組成另一組分，這一點(diǎn)與預(yù)聚物法是相似的，另一組分則由擴(kuò)鏈劑及補(bǔ)加聚合多元醇組成。唯一不同的是這種預(yù)聚物的游離異氰酸酯含量較高，一般為12% ～15% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))，是指在預(yù)聚物合成時(shí)-NCO/-OH遠(yuǎn)大于2，得到端異氰酸酯和異氰酸酯的混合物，游離的異氰酸酯在組分中相當(dāng)于溶劑，降低了組分粘度，有利于計(jì)量和混合;游離的異氰酸酯數(shù)比一步法低得多，因此可以克服一步法的濕氣敏感性，力學(xué)強(qiáng)度較好，涂裝時(shí)的氣味小，對(duì)環(huán)境的污染也小[10]。因此常常采用半預(yù)聚體作為端異氰酸酯組分，和適當(dāng)?shù)幕顫姎浣M分配合使用，就可以合成性能不同的聚氨酯產(chǎn)品。
1.4聚氨酯彈性體的應(yīng)用
由于聚氨酯彈性體的種類繁多、性能各異，因此它的應(yīng)用領(lǐng)域非常的廣闊。從世界范圍來(lái)看，聚氨酯彈性體主要應(yīng)用于汽車、建筑、礦山、開(kāi)采、機(jī)械、鋪裝材、防水材、節(jié)能、輕工和航天等方面[11]。
在國(guó)防工業(yè)方面：如各種大炮的氣密墊，符合裝甲車的防彈板、導(dǎo)彈頭保護(hù)罩等。在輕紡工業(yè)方面:聚氨酯彈性體在輕紡工業(yè)方面應(yīng)用也很廣。有紡絲膠輥、印染印刷膠輥、糧食加工膠輥、化纖切粒膠輥、纖維拉絲膠輥、紡織增速輪、人造革、坐墊和沙發(fā)墊、電冰箱的保溫層、高檔家具和輕工產(chǎn)品裝飾的亮漆等。
在交通和鐵道方面:聚氨酯彈性體用做汽車制件上的消耗量在國(guó)外占聚氨酯消耗量的首位，像汽車的保險(xiǎn)杠、方向盤(pán)和儀表盤(pán)、汽車內(nèi)的坐墊、靠墊等;用于交通鐵路方面，還有實(shí)心輪胎、碼頭護(hù)舷和客車車輛的防寒墊、機(jī)車油箱的油圈、擋板和機(jī)車銷套及火車枕木下的減震墊等[12]。
在油田、煤礦和礦山方面:聚氨酯彈性體用于輸油管和貯油罐及保溫材料，聚氨酯彈性體做泥漿泵、管道的襯里和水力發(fā)電鍋輪耐磨襯里、鉆進(jìn)機(jī)的旋流器和清管器、液壓支架密封件和翻車機(jī)與斗輪軸套的油封等。
在機(jī)械工業(yè)方面:應(yīng)用最廣的是各種耐油、耐磨、減震的密封件，特別在工程機(jī)械上，聚氨酯密封件己成為關(guān)鍵性的結(jié)構(gòu)材料。還有各種類型的傳動(dòng)帶、耐磨襯里、軸套和油囊、鋼管矯直機(jī)槽襯與托輥、軋鋼膠輥等。
在建筑工程方面：聚氨酯彈性體作為防水材料、飛機(jī)場(chǎng)跑道、高速公路及建筑物的嵌縫材，冷庫(kù)壁材和房屋防濕與防寒材、彈性地板、地毯、粘合劑和涂飾劑、運(yùn)動(dòng)場(chǎng)跑道和過(guò)街天橋人行道的鋪裝材，水利工程上用的吸水膨脹止水材，橋梁用的緩沖減震材等，有著十分廣闊的應(yīng)用前景。
在醫(yī)療方面：良好的生物相容性、血液相容性、不吸收人體蛋白質(zhì)，其他性能又可根據(jù)要求方便地調(diào)整，這是聚氨酯彈性體受到醫(yī)學(xué)界重視的主要原因，這種醫(yī)用聚氨酯彈性體新開(kāi)發(fā)品種，發(fā)展得很快，應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。如聚氨酯人造心臟輔助裝置、胃鏡軟管、氣管套管、假肢、軟骨、人造皮膚、分離膜、繃帶、人工腎、人工腦膜、血漿泵、輸血管、血漿袋等。
在體育方面：用于聚氨酯跑道、羽毛球場(chǎng)地、體操訓(xùn)練場(chǎng)地、聚氨酯球革、運(yùn)動(dòng)鞋、滑雪靴、溜冰鞋等。
在其它方面:聚氨酯彈性體還可以用來(lái)做水輪發(fā)電機(jī)葉片掛膠、水封環(huán)、止封條和拋光材、電流互感器外殼和灰渣泵的耐磨襯里、錄放磁帶、摩托車和自行車車座及印刷電路等。
透明彈性體除具有上述聚氨酯的優(yōu)良性能外，還具有寶貴的透明性，可廣泛應(yīng)用在微電子設(shè)備、光學(xué)、太陽(yáng)能電池領(lǐng)域等高新技術(shù)尖端領(lǐng)域。
1.5聚氨酯彈性體的改性
聚氨酯有很長(zhǎng)的發(fā)展歷史，從1937德國(guó)化學(xué)家Otto Bayer 首創(chuàng)了聚氨酯的合成方法。在二次世界大戰(zhàn)以后，日本、歐美各國(guó)也相繼生產(chǎn)出不同牌號(hào)的幾十種聚氨酯商品，同時(shí)開(kāi)發(fā)了聚氨酯泡沫塑料和聚氨酯涂料，在此后相繼對(duì)聚氨酯進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)。我國(guó)自20世紀(jì)50年代以末就開(kāi)始了聚氨酯的研究。20世紀(jì)70年代聚氨酯材料的品種已向系列化發(fā)展，合成與加工工藝已向連續(xù)化、自動(dòng)化、高速化發(fā)展并開(kāi)發(fā)出反應(yīng)注射成型聚氨酯[13,14]。進(jìn)入80年代以來(lái)我國(guó)聚氨酯發(fā)展蒸蒸日上，聚氨酯彈性體的各種產(chǎn)品發(fā)展迅速，形成了以民為主，軍、民兩用的新格局。生產(chǎn)聚氨酯的技術(shù)也有顯著的提升，應(yīng)用領(lǐng)域從國(guó)防、航天部門(mén)擴(kuò)展到石油、醫(yī)療、體育、建材等眾多部門(mén)，更貼近人們的生活，與人們的生活息息相關(guān)。
聚氨酯的發(fā)展也越來(lái)越受到重視，由于技術(shù)水平的不斷提高，為了滿足不同性能、不同用途、不同成本等要求，聚氨酯改性技術(shù)也發(fā)展得如火如荼。如有機(jī)硅改性聚氨酯，由于有機(jī)硅的特殊結(jié)構(gòu)與組成，使它具有耐高、低溫，耐老化性能，電絕緣性，耐熱性能均由所提升與改善，因而運(yùn)用范圍很廣。在一定綜合性能的前提下，強(qiáng)化某一性能來(lái)滿足特殊要求。如高抗沖擊性能的聚氨酯彈性體;抗靜電性聚氨酯彈性體;阻燃性聚氨酯彈性體[15]。
在今后很長(zhǎng)一段時(shí)間的內(nèi)，聚氨酯作為高檔次的樹(shù)脂仍然具有很大的發(fā)展前景與不斷提升改善的空間，以其優(yōu)異的性能繼續(xù)為人類造福。
1.5.1有機(jī)氟改性聚氨酯
氟的強(qiáng)電負(fù)性、高C-F鍵能(540kJ/mol)、除氫外最小的范德華半徑以及氟對(duì)碳鏈的屏蔽保護(hù)作用，賦予含氟聚合物優(yōu)越的熱穩(wěn)定性、耐候性和化學(xué)惰性，以及獨(dú)特的低表面自由能、低摩擦系數(shù)、低折射率、低介電常數(shù)和低功耗因數(shù)等性質(zhì)，并且含氟聚合物的低表面能和低摩擦系數(shù)又使之具有突出的憎水憎油和抗粘附特性[16]。
接入C-F的聚氨酯稱為含氟聚氨酯。其為具有特殊功能的高分子材料，由于氟的引入既保持了聚氨酯原有的特性，又賦予其卓越的耐候性，耐化學(xué)介質(zhì)性，較高的使用溫度，抗污染性和低摩擦性，另外，聚氨酯具有獨(dú)特的低表面能、生物相容性、生物穩(wěn)定性、低水吸收率、耐熱耐氧及無(wú)黏附行為等。這些優(yōu)良性能使得含氟聚氨酯廣泛地應(yīng)用在國(guó)防、軍工、民用等領(lǐng)域，近年來(lái)受到廣泛重視。
1.5.2有機(jī)硅改性聚氨酯
有機(jī)硅樹(shù)脂表面能較低，具有耐高溫、耐水性、耐候性及透氣性好等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛用于聚氨酯材料的改性。
有機(jī)硅改性聚氨酯，有機(jī)硅材料是分子結(jié)構(gòu)中含有硅元素的高分子合成材料，主鏈?zhǔn)且粭lSi-O-Si鍵交替組成的穩(wěn)定骨架，有機(jī)基團(tuán)與硅原子相連形成側(cè)基。由于有機(jī)硅這種特殊結(jié)構(gòu)和組成，使它具有耐高低溫、耐氣候老化、耐臭氧、電絕緣、耐燃、無(wú)毒、無(wú)腐蝕和生理惰性等優(yōu)異性能，因而應(yīng)用很廣。
目前文獻(xiàn)報(bào)道的有機(jī)硅改性聚氨酯的方式主要有兩大類：第一大類是將有機(jī)硅引入聚氨酯的主鏈中，利用活性端基封端的PDMS與聚氨酯形成嵌段共聚物;第二大類是將有機(jī)硅引入聚氨酯側(cè)鏈中，利用側(cè)鏈含有活性基團(tuán)的聚二甲基硅氧烷與聚氨酯接枝反應(yīng)形成有機(jī)硅-聚氨酯共聚物。采取第二種方法所得聚氨酯彈性體表面性質(zhì)的改善程度相對(duì)更大一些。采用側(cè)鏈含有多氨基官能團(tuán)的硅油改性聚氨酯，硅氧烷鏈懸掛在聚氨酯的主鏈上，有利于硅原子向表面遷移，可有效地改善聚氨酯的表面性能，但由于氨基硅油與二異氰酸酯反應(yīng)迅速，所以聚合反應(yīng)須在溶劑中進(jìn)行。
將有機(jī)硅引人聚氨酯材料中能提高材料的耐熱、耐寒、疏水、耐磨等性能，使聚氨酯材料的使用范圍大大提高。有機(jī)硅化合物改性聚氨酯彈性體的方法主要有以下幾種方法:
(1)物理共混改性
通過(guò)有機(jī)硅氧烷與聚氨酷的共混改性，共混是簡(jiǎn)單的物理混合，無(wú)化學(xué)鍵形成。因有機(jī)硅化合物和聚氨酯化合物的溶解度參數(shù)相差較大(分別是7.5和10.0)，樹(shù)脂之間具有較強(qiáng)的不相容性，改性后的混合物相分離嚴(yán)重，力學(xué)性能低，所以目前對(duì)物理改性聚氨酯的研究比較少。另外，由于分子結(jié)構(gòu)自身的特點(diǎn)，聚氨酯與有機(jī)硅的相容性不好，因而采用物理混合方法，難以達(dá)到預(yù)想的改性效果。
(2)化學(xué)改性
化學(xué)改性是利用聚氨酯結(jié)構(gòu)上的活性官能團(tuán)-NCO和有機(jī)硅化合物上的活性基團(tuán)反應(yīng)形成共價(jià)鍵而將有機(jī)硅引入聚氨酯分子中，使聚氨酯材料的性質(zhì)得到改善。其改性效果比物理共混好得多，是目前研究最多的改性的方法。用于改性聚氨酯研究的有機(jī)硅化合物主要是含有輕基封端的輕基硅油、氨基或烷氧基封端的硅烷偶聯(lián)劑等，帶有活性端基的聚硅氧烷與端異氰酸酯基的化合物或預(yù)聚體通過(guò)加成聚合和擴(kuò)鏈反應(yīng)，制成有機(jī)硅改性聚氨醋[17,18]。有機(jī)硅改性聚氨酯既保持了聚氨酯材料耐磨、彈性好、耐溶劑性強(qiáng)的特點(diǎn)，又綜合了有機(jī)硅樹(shù)脂低溫柔順性好、低表面張力、疏水性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，化學(xué)改性法的優(yōu)點(diǎn)在于合理地進(jìn)行分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，開(kāi)發(fā)復(fù)合改性技術(shù)，也就是將嵌段、接枝、互穿網(wǎng)絡(luò)和核殼聚合等改性方法有機(jī)結(jié)合起來(lái)，通過(guò)其中兩種改性方法或多種改性方法制得性能更為優(yōu)異的材料，以擴(kuò)大其應(yīng)用領(lǐng)域，其研究前景十分廣闊，有待進(jìn)一步的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。
聚有機(jī)硅氧烷改性聚氨酯廣泛用于涂料、膠粘劑、密封劑、皮革涂飾劑、織物整理劑等。特別是由于有機(jī)硅改性聚合物具有低表面張力，良好防污性和耐候性，其在自清潔材料，防污涂料等方面具有廣闊的應(yīng)用前景。我們認(rèn)為合理地進(jìn)行分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，開(kāi)發(fā)復(fù)合改性技術(shù),也就是將嵌段，接枝，互穿網(wǎng)絡(luò)和核殼聚合等改性方法有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，使通過(guò)其中兩種改性方法或多種改性方法制得的聚合物或乳液，既具備聚有機(jī)硅氧烷優(yōu)異的介電性、柔韌性、耐水性、透氣性、熱穩(wěn)定性及生物相容性同時(shí)又具有聚氨醋良好的耐候性、耐磨性、耐腐蝕性等并且還可以制得具有特殊功能的新型聚合物或乳液,以滿足特殊領(lǐng)域的應(yīng)用將是聚有機(jī)硅氧烷改性聚氨酯體系將來(lái)發(fā)展的重點(diǎn)。
1.5.3納米復(fù)合改性[19,20]
納米材料是指材料的兩相微結(jié)構(gòu)至少有一相的一維尺度在100nm以內(nèi)的材料。由于納米粒子比表面積大，粒子間距小，表面能高，并在磁性、光學(xué)性、電磁波吸收、化學(xué)活性、內(nèi)壓等方面呈現(xiàn)出多種多樣的優(yōu)異特性，將其應(yīng)用十高分子領(lǐng)域，形成聚合物/納米復(fù)合材料會(huì)明顯提高高分子材料的力學(xué)性能、熱穩(wěn)定性，并能賦予高分子材料一些特殊的性能，如高阻隔性、高導(dǎo)電性和優(yōu)良的光學(xué)性能等。將納米材料應(yīng)用十高分子材料開(kāi)發(fā)新型功能復(fù)合材料，已成為目前研究的熱點(diǎn)[21]。
自20世紀(jì)80年代形成納米概念以來(lái)，納米技術(shù)在很多領(lǐng)域引起了科學(xué)家們的廣泛關(guān)注。許多研究表明，納米粒子具有很多特殊的體積效應(yīng)，表界面效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng)等，具備獨(dú)特的光、電、磁和化學(xué)特性，被認(rèn)為納米材料將會(huì)成為21世紀(jì)最有前途的材料之一。納米材料是指在三維空間中至少有一維處于納米尺度范圍(l-100nm)或由它們作為基本單元構(gòu)成的材料[22,23]。納米粒子因其獨(dú)特的性能，將其應(yīng)用于高分子領(lǐng)域，與高分子形成聚合物/納米復(fù)合材料后能明顯提高復(fù)合材料的力學(xué)性能、熱穩(wěn)定性，同時(shí)又賦予高分子材料一些特殊的性能，如高導(dǎo)電性、高阻隔性和良好的光學(xué)性能等。納米材料與高分子材料形成新型功能復(fù)合性材料，已成為目前國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。聚氨酯材料是一類應(yīng)用十分廣泛的高分子聚合物材料。其高性能化研究中主要包括在聚合過(guò)程中調(diào)節(jié)其分子鏈結(jié)構(gòu)或者合成與加工過(guò)程中加入有機(jī)、無(wú)機(jī)填料。
一般在聚氨酯中加人無(wú)機(jī)填料是不能同時(shí)既增強(qiáng)又增韌的，強(qiáng)度得到提高的同時(shí)其
韌性一定會(huì)下降。近來(lái)，隨著聚合物/納米復(fù)合材料研究的進(jìn)一步發(fā)展，科學(xué)家們利用納米粒子改性聚氨酯能夠達(dá)到同時(shí)增強(qiáng)和增韌的目的。
1.5.4丙烯酸酯聚氨酯改性
丙烯酸樹(shù)脂具有較好的力學(xué)性能和耐水、耐溶劑和耐候性，其改性產(chǎn)物被稱為第三代水性聚氨酯。
單一聚氨酯乳液的穩(wěn)定性、自增稠性、固體含量、應(yīng)用范圍和膜的光澤性等方面均有不足，而純聚丙烯酸酯乳液的韌性、耐磨性、耐候性、耐水性和耐化學(xué)藥品性較差[7,8]。用丙烯酸酯改性聚氨酯制成的材料使兩者的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，材料的性能可明顯改善。丙烯酸酯改性聚氨酯主要用于水性聚氨酯[18]。水性聚氨酯以其優(yōu)良的性能在涂料、粘合劑、織物整理劑和生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用前景，是聚氨酯化學(xué)發(fā)展最活躍和最有發(fā)展前景的分支之一。
1.5.5環(huán)氧樹(shù)脂改性聚氨酯
由于聚氨酯彈性體的種類繁多、性能各異，因此它的應(yīng)用領(lǐng)域非常的廣闊。從世界范圍來(lái)看，聚氨酯彈性體主要應(yīng)用于汽車、建筑、礦山、開(kāi)采、機(jī)械、鋪裝材、防水材、節(jié)能、輕工和航天等方面[17]。
環(huán)氧樹(shù)脂伍具有良好粘接性能、高模量、高強(qiáng)度和耐熱穩(wěn)定性好等特點(diǎn)。同時(shí)還具有收縮小、化學(xué)穩(wěn)定性好和施工方便等優(yōu)點(diǎn)。聚氨酯和環(huán)氧樹(shù)脂結(jié)合形成的聚氨酷環(huán)氧材料具有很好的性能，潘光君等[24]利用環(huán)氧樹(shù)脂作(E- 51)與聚氨酯預(yù)聚體NCO反應(yīng)，得到環(huán)氧樹(shù)脂改性的PUE。發(fā)現(xiàn)環(huán)氧樹(shù)脂提高了PLIE的耐熱性能，同時(shí)又沒(méi)有損害PUE的力學(xué)性能。
最近研究最多的是環(huán)氧樹(shù)脂聚氨酷互穿網(wǎng)絡(luò)材料，所制得的材料的沖擊強(qiáng)度、模量、斷裂伸長(zhǎng)率、硬度和耐熱性都高于單組分?；ゴ┚酆衔锞W(wǎng)絡(luò)((Interpemetrating Polymer networkIPN)結(jié)構(gòu)是由兩種或兩種以上聚合物形成永久性網(wǎng)絡(luò)互相穿插纏結(jié)的聚合物合金，互穿網(wǎng)絡(luò)可能是由共價(jià)鍵相結(jié)合。兩種聚合物形成互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)后，可以顯示出兩種聚合物的協(xié)同作用，在保持原有聚合物的特性上賦予了合金材料更加優(yōu)異的性能。聚氨酯材料的耐熱穩(wěn)定性比較差，這在很大程度上限制了聚氨酯彈性體的應(yīng)用。因此在保持PUE原有的力學(xué)基礎(chǔ)上，使用環(huán)氧樹(shù)脂與其形成IPN結(jié)構(gòu)，既保持了PUE的力學(xué)性能又增加了EP的優(yōu)異性能。
