1. 研究目的与意义
随着人们环保意识的增强和各国政府的环保立法，水性聚氨酯正逐步取代溶剂型聚氨酯成为聚氨酯工业发展的重要方向。目前，水性聚氨酯已经成功地应用于纺织印染行业。封闭型水性聚氨酯作为一类特殊的内交联型水性聚氨酯，具有特殊的性能和广阔的应用前景，已经受到国内外科研人员的广泛关注。但是，作为反应性树脂，其缺点是整理后织物手感会变差、发僵、发硬。由于有机硅的主链十分柔软，因此被广泛用于水性聚氨酯的改性。若将有机硅引入水性聚氨酯分子中，可使二者性能互补，既无损聚氨酯的固有特性，又具有低的玻璃化转变温度和低表面能。
水性聚氨酯是以聚氨酯树脂为基料，以水代替有机溶剂作为分散介质制备而成。水性聚氨酯含较低的挥发性有机化合物和有害空气污染物，机械性能好，附着力较强，装饰性以及透湿透气性好，在涂料、胶黏剂和纺织印染等领域应用广泛。目前国内外水性聚氨酯的制备大多采用异氟尔酮二异氰酸酯(IPDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)及l，6-己二异氰酸酯(HDI)等异氰酸酯。大部分脂肪族和脂环族异氰酸酯的价格较高，用其制备的产品只能用于高端领域，难以普及。TDI毒性大因而运输和使用较困难。二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)毒性小、廉价易，制备的水性聚氨酯力学性能优异，并且MDI制备水性聚氨酯的反应温度和能耗较低。所以，用MDI来制备水性聚氨酯具有重要的经济价值。但MDI的异氰酸酯(NCO)基团的活性较大，需要低温储存，所以用MDI设计和制备WPU具有工艺复杂、难以控制所得产物的结构等缺点。
2. 国内外研究现状分析
1.1前言
随着全球环境的日趋恶化和人们生活水平、环保意识的不断增强，传统的溶剂型聚氨酯（pu）产品因在生产和使用过程中有机挥发物(voc)的含量高而被逐渐淘汰，高性能无污染的绿色产品水性聚氨酯（wpu）越来越受到人们的青睐。
传统的溶剂型聚氨酯是以甲苯、二甲苯、丙酮、丁酮、乙酸乙酯 (eac)和二甲基甲酰胺(dmf)等作为主要溶剂以溶液聚合法制得。这些溶剂对人体的危害是多方面的。其中，甲苯和二甲苯对人体的危害主要是影响中枢神经系统、对呼吸道和皮肤产生刺激作用，二者化学性质相似，作溶剂常相互取代使用，对人体的危害呈相加作用，故对溶剂中的甲苯和二甲苯含量可作总量控制；丙酮、丁酮、乙酸乙酯 (eac)、二甲基甲酰胺（dmf）等溶剂虽然较甲苯的毒性低，但如果长期反复接触，亦会产生较大的毒副作用。
3. 研究的基本内容与计划
课题采用4，4`-二苯基甲烷二异氰酸酯、聚醚多元醇和一缩二乙二醇为主要合成原料进行预聚，然后在水中分散、乳化得到自乳化水性聚氨酯。对其制备工艺进行了初步探索，确定了较为合理的工艺条件。通过红外光谱、uv和gc-ms等现代化学分析方法对合成的水性聚氨酯进行分析。
2015.3.01-2015.3.15 完成相关文献检索与阅读，设计水性聚氨酯的合成路线；
2015.3.16-2015.4.30 按照设定的合成路线进行水性聚氨酯的合成并根据实验结果改进合成路线；
4. 研究创新点
目前国内外水性聚氨酯的制备大多采用异氟尔酮二异氰酸酯(IPDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)及l，6-己二异氰酸酯(HDI)等异氰酸酯。大部分脂肪族和脂环族异氰酸酯的价格较高，用其制备的产品只能用于高端领域，难以普及。TDI毒性大因而运输和使用较困难。二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)毒性小、廉价易，制备的水性聚氨酯力学性能优异，并且MDI制备水性聚氨酯的反应温度和能耗较低。所以，用MDI来制备水性聚氨酯具有重要的经济价值。
由于聚氨酯能赋予织物优良的柔软度、丰满感、耐洗、耐磨、回弹性好、滑爽、手感好、抗静电等，在纺织行业得到了广泛而迅速的发展。有机硅改性的水性聚氨酯纺织涂层剂具有较好的湿附着力，可显著提高涂膜的爽滑性和耐水性等。
