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水性聚氨酯成膜为什么会裂？

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2018/10/31 浏览次数：

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当成膜温度低于水性聚氨酯成膜温度时，水性聚氨酯分散体膜表面开裂、有裂纹，呈碎片状现象

当水性聚氨酯分散体成膜时的温度高于水性聚氨酯最低成膜温度时，水性聚氨酯膜表面光滑、平整

在水性聚氨酯分散体中，聚氨酯以固体小颗粒分散于水中，每个小颗粒由若干个聚氨酯大分子组成，欲使分散体中的聚氨酯成膜，小颗粒应互相聚结融合，形成连续透明的薄膜。分散体颗粒互相聚集成膜的温度即是该水性聚氨酯分散体的最低成膜温度MFT。当环境温度低于此温度时，分散体颗粒就不能聚集成膜而成为粉状或碎片。
水性聚氨酯分散体的最低成膜温度由最低成膜温度测定仪直接测量。在测定仪中，镀镍的金属铜板的两端控制在不同温度，板的一端加热，另一端冷却，沿金属板表面会形成线性温度梯度。当水性分散体直接涂覆在金属板时，水分开始蒸发，由于温度不同，就会在铜板上形成一个窄带。当板上的温度高于窄带温度时，涂膜表面光滑、透明，低于此温度则涂膜有裂痕，该温度就是MFT。使用该方法测量的MFT精确度可达±0.1℃。

影响水性聚氨酯分散体最低成膜温度的因素很多，最重要的就是它的化学组成和聚合物结构。它的化学组成决定了其玻璃化温度（Tg），而该Tg是影响MFT的最主要因素。虽然它的Tg和MFT没有明确的定量关系，通常情况下，MFT低于相应聚合物的Tg。如增大软段或降低硬段含量都可以降低其Tg，从而也就降低了其MFT。
对成膜温度影响较大的还有水性聚氨酯分散体的结构。在PUA复合乳液中，丙烯酸酯为核，聚氨酯为壳，核壳聚合物分散体在成膜过程中，壳层相互接触融合形成连续相，核则形成微观分散相，因此，壳层聚合物的特性对水性聚氨酯分散体特性和成膜稳定性影响较大，而作为壳层的聚氨酯的Tg相对较低，所以也决定了水性聚氨酯分散体的MFT比较低。另外，由于核壳聚合物分散体组成从核到壳的变化使得乳液颗粒的Tg也呈梯度变化，形成的涂层具有较宽的温度转移区间，从而使水性聚氨酯分散体的MFT降低。

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