摘要 本文主要从水性聚氨酯的材料制备入手，分析不同材料配比对于水性聚氨酯乳液的黏度、力学 能，以及吸水性的影响。结果发现其随着蓖麻油配量的增加，水性聚氨酯乳液的黏度有下降的趋势，而防水性逐渐增强，在纺织面料鞋材的应用中效果较好。
关键词：水性聚氨酯；纺织面料鞋材；耐水性引言
水性聚氨酯胶粘剂具有环保、性能可调等优势，在纺织、皮革等领域有广泛的应用。蓖麻油作为一种天然的多元醇物质，应用于水性聚氨酯材料的制备能 够通过提升聚氨酯分子的内交联性使得水性聚氨酯材料具有较好的防水特性。水性聚氨酯材料在鞋材中的运用能够保持鞋内良好的干燥度，提升穿着的舒适感。本文主要探讨蓖麻油、聚醚二醇等材料在水性聚氨酯材料制备中的应用，分析蓖麻油及丁二醇配比的大小对于水性聚氨酯材料力学性能、吸水性等方面 的影响。探讨水性聚氨酯材料在纺织鞋面防水及纺织鞋面用胶方面的应用优势，希望能够提升纺织鞋面用胶的性能及使用空间。
1 实验 １ 试验部分
１. １ 试验原料与设备
聚醚二醇，工业级，简称 Ｎ２２０，邢台鑫蓝星科技有限公司；蓖麻油，分析纯，南京鑫旭工贸有限公司；４－丁二醇，分析纯，简称 ＢＤＯ，湖南昂致化工科 技有限公司；三乙胺，分析纯，简称 ＴＥＡ，河北煜锦坤科技有限公司；二苯基甲烷二异氰酸酯，工业级，简称 ＭＤＩ－５０，成都远大化工有限公司；二月桂酸二丁基锡，化学纯，上海麦克林生化科技有限公司。
试验用四口烧瓶，精天数字式黏度计，济南欧莱宝生物技术公司；ＣＡ２００ 接触角测试仪，广东北斗精密仪器有限公司；电子万能材料试验机，济南中创工业测试系统有限公司。
１. ２ 水性聚氨酯材料的制备
先将 Ｎ２２０ 及蓖麻油按照一定比例混合后装入到有搅拌装置的四口烧瓶中，在真空 １００ ℃条件下对其进行脱水，６５ ｍｉｎ 后对其进行温度测试，在 ４５ ℃氮气 保护环境下加入 ＭＤＩ－５０，以及 ＢＤＯ 扩大反应链，保持恒温高速搅拌；６０ ｍｉｎ 后加入ＴＥＡ 以及适量的去离子水进行乳化，在得到理论数值以后，降温并加入二月桂酸二丁基锡，再次反应 ９０ ｍｉｎ 后得到聚氨酯乳液。水性聚氨酯材料的配比通过改变蓖麻油，以及 ＢＤＯ 的质量配比控制乳液制备的性能。具体用 量如表 １ 所示。
１. ３ 水性聚氨酯性能测试
１. ３. １ 黏度测试
取锡箔槽称取一定量的水性聚氨酯乳液，使用精天数字式黏度计进行黏度测试，在 ２５ ℃条件下，连续 测量 ３ 次。
１. ３. ２ 胶膜接触角测试
将制成的水性聚氨酯乳液制成胶膜。胶膜制作过程如下：将制成的水性聚氨酯乳液降温搅拌后，使用胶膜机进行胶膜生产；然后使用 ＣＡ２００ 接触角测试仪 对胶膜进行接触角测试，并分别使用纯净水、二碘甲烷 及乙二醇对样品分别测试 ３ 次，取平均值进行比较。
１. ３. ３ 力学性能测试
将胶膜裁剪成１５ｍｍ×１５ｍｍ的正方形，厚度１. ５ ｍｍ，使用电子万能材料试验机对其及逆行拉伸测试，拉伸 结果参照 ＧＢ／Ｔ１０４０—１９９２标准。
１. ３. ４ 吸水性测试
将胶膜裁剪成１５ｍｍ×１５ｍｍ的正方形，称定其质量为 ｍ０ ，放入水中浸泡 ４８ｈ后将表面水分吸干后再次称 定 其 质 量 记 为 ｍ１，吸 水 率 ＝ （ ｍ１－ ｍ０ ） ／ ｍ０× １００％。
2 结果与讨论 ２ 水性聚氨酯性能分析
２. １ 水性聚氨酯乳液黏度分析
水性聚氨酯乳液黏度如表 ２ 所示。
从表 ２ 可以看出，由于蓖麻油增加量逐渐变大， ＢＤＯ 质量逐渐减少，其乳液中脂肪链中的疏水性有增强的趋势，因此导致聚合物与水之间的作用减弱，进而导致乳液的黏度下降。
２. ２ 水性聚氨酯胶膜接触角分析
水、乙二醇及二碘甲烷液体测试方法相同，接触角测试图如图 １ 所示。
水性聚氨酯胶膜接触角分析如表 ３ 所示。由表 ３ 可知，随着蓖麻油含量的增加，水性聚氨酯胶膜的水接触角有所增大。增加的蓖麻油含量增强了乳液的疏水性。且在水性聚氨酯胶膜的接触角在水、乙二醇及二碘甲烷存在明显的差异性。接触角 从大到小依次为水、乙二醇、二碘甲烷。
２. ３ 水性聚氨酯胶膜力学性能分析
ＷＰＵ１ 样品的拉伸强度为 ４８. ４１ＭＰａ，断裂伸长率为 １４２４％， ＷＰＵ５ 和 ＷＰＵ６的拉伸强度分别为１９. ８３ ＭＰａ及 １１. ７２ ＭＰａ，断裂伸长度为 １７８３％、 １８９２％。常规分析可知 ＷＰＵ 胶膜的力学性能与胶膜结果的软硬段及结构存在明显的相关性，随着蓖麻油含量的增加，水性聚氨酯胶膜的拉伸强度降低，但断裂强度有所增大。如图 ２ 所示。
２. ４ 水性聚氨酯胶膜吸水性分析
水性聚氨酯胶膜吸水性如图 ３ 所示。
水性聚氨酯胶膜 ４８ 小时的吸水性存在明显的差别。随着蓖麻油含量的增加，胶膜的吸水率有明显的下降，ＷＰＵ１ 胶膜吸水率为 ５. ４％，而 ＷＰＵ４ 的吸水率仅为 ２. ２７％。通过引入蓖麻油脂肪链明显提升了胶膜的耐水性，有效阻碍了亲水基团与水分子之间的作用。丁二醇的配比在 ＷＰＵ４ 样品时为 １. ８５ｇ与蓖麻油等其他原料达到最佳配比，样品 ＷＰＵ５ 及 ＷＰＵ６ 中的丁二醇配比进一步减少，聚氨酯材料的吸水率主要受到蓖麻油材料的影响，因此吸水率进一步提升。
３ 水性聚氨酯材料在纺织面料鞋材应用
３. １ 纺织鞋面防水性
根据水性聚氨酯材料的性能可知，其具有较低的吸水率，使用与纺织面料涂层，能够有效地降低鞋面被水打湿的概率，为穿着者提供更好的鞋内干燥 度，提升穿着体验感。但同时，在应用水性聚氨酯材料进行鞋面防湿防水时，也会明显对鞋面的透气度产 生负面影响，因此在应用中需要多方面考虑需求因素进行综合鞋面设计考量。
３. ２ 纺织鞋面用胶
水性聚氨酯材料的良好黏性特征可以应用于纺织面料鞋材用胶粘接，且其防水性特征能够减少鞋用胶水分离的现象，具有较强的实用性，从而降低运动 鞋、休闲鞋、跑鞋等鞋类的折损率。
3 结 论 本次 研 究 发 现， 样 品 ＷＰＵ４ 即 配 比 为 Ｎ２２０ （１６ ｇ）、蓖麻油（９. ５ ｇ）、ＢＤＯ（１. ８５ ｇ）、二月桂酸二丁基锡（０. ９４ ｇ）、ＭＤＩ－５０（３. ４２ ｇ）、ＴＥＡ 体积 １. ８９ ｍＬ时制成的水性聚氨酯材料的各项性能综合最优。水性聚氨酯材料随着蓖麻油配量的增加，其黏度下降、防水性增强。在纺织面料鞋材的应用中具有较好的效果，能够起到防湿、增强胶黏性的作用，综合性能较优，但仍存在改良的空间。
