اثر حضور پیوندهای عرضی سیلوکسانی بر خواص کلوئیدی، مکانیکی و حرارتی پراکنه‌های پلی‌یورتان آب پایه خود شبکه‌ای شونده

در پژوهش حاضر، پراکنه‌های پلی‌یورتان آب پایه خود شبکه‌ای شونده در دمای محیط به روش ‌فرآیند استن ساخته شدند. اثر حضور غلظت‌های مختلف از 3(آمینوپروپیل)تری‌اتوکسی‌سیلان به عنوان عامل اتصال‌دهنده عرضی مطالعه شد. جهت بررسی ساختار شیمیایی و حضور گروه‌های آلکوکسی سیلان از آزمون‌های رزونانس مغناطیسی هسته پروتون و طیف‌سنجی فوریه زیر قرمز استفاده شد. محتوای ژل نمونه حاوی wt%10از عامل سیلانی، 90.5% گزارش شد که تاییدی بر تشکیل ساختار به شدت شبکه‌ای سیلوکسانی بود. با وجود افزایش در اندازه ذرات پلی‌یورتان از 36.5 به 63 نانومتر در غیاب و حضور wt%10از عامل سیلانی، توزیع باریک در اندازه ذرات پلی‌یورتان (pdi<0/2) و مقادیر مطلق پتانسیل‌ زتای بالای mv 40، پایداری کلوئیدی بالای این پراکنه‌ها را نشان داد. افزایش جدایش میکرو فازی در نمونه‌های شبکه‌ای شده توسط آزمون میکروسکوپ نیروی اتمی مشاهده شد. بهبود چشمگیر در مقاومت آبی (جذب آب< 5%)، خواص مکانیکی (مدول یانگmpa 420و استحکام کششی mpa 46.7) و پایداری حرارتی (ºc321= tmax1و ºc407=tmax2) پلی‌یورتان آب‌پایه حاوی wt%10از عامل سیلانی، نشانگر عملکرد عالی اتصال‌دهنده عرضی سیلانی در ساخت پوشش‌های آب پایه پلی‌یورتانی است.

Effect of Siloxane Crosslinking on Colloidal, Mechanical, and Thermal Properties of Selfcurable Waterborne Polyurethane Dispersions

Selfcurable waterborne polyurethane (WPU) dispersions were prepared via acetone process. The effects of (3aminopropyl) triethoxysilane (APTES) content as crosslinking agent on the properties of WPUs were investigated. To confirm the polymer structure and the presence of alkoxysilane groups, 1H nuclear magnetic resonance and fourier transform infrared spectroscopy were used. Gel content of the sample containing 10 wt% APTES was reported 90.5% which were revealed highly crosslinking network of the WPU film. Although the particle size went up from 36.5 to 63 nm by introducing 10 wt% APTES, narrow particle size distributions (PDI < 0.2) and the absolute value of zeta potentials greater than 40 mV were obtained. Furtheremore, atomic force microscopy showed that the introduction of siloxane crosslinking increased microphaseseparation of the polyurethane films. In the presence of 10 wt% APTES, excellent enhancement in water resistance (water absorption < 5%), mechanical properties (Young’s modulus=420 MPa and tensile strength=46.7 MPa), and thermal stability (Tmax1=321 ºC and Tmax2=407 ºC) made this type of crosslinking highly suitable for WPUs in coating applications.