异氰酸酯结构对KH550改性PDMS疏水涂层性能的影响

1 论文标题：异氰酸酯结构对KH550改性PDMS疏水涂层性能的影响

2 作者信息：曹 雯, 刘善堂*：武汉工程大学化学与环境工程学院，湖北 武汉

3 出处和链接：曹雯, 刘善堂. 异氰酸酯结构对KH550改性PDMS疏水涂层性能的影响[J]. 材料化学前沿, 2026, 14(4): 463-475. https://doi.org/10.12677/amc.2026.144043

4 摘要：以氨丙基封端聚二甲基硅氧烷(APT-PDMS)为软段，在相同投料比下分别与脂肪族(HDI)、脂环族(IPDI)和芳香族(MDI)异氰酸酯反应，再引入十二硫醇(NDM)作为疏水改性剂，构建三种聚氨酯体系，系统研究3-氨基丙基三乙氧基硅烷(KH550, APTES)对不同体系涂层性能的影响及机制。结果表明，KH550的作用效果取决于异氰酸酯结构：HDI体系活性高，预聚阶段-NCO已经完全消耗，KH550仅以物理形式共存，物理共混导致接触角下降及其在成膜过程中表面富集的亲水氨基导致涂层接触角下降；IPDI体系活性适中，预聚后残留-NCO使KH550化学接入，肉眼观察下无气泡并提升接触角；MDI体系活性极高，KH550调控固化速率获得平整涂层，接触角高达172˚峰值，经2000次打磨仍保持160˚以上，耐磨性最优。XPS证实KH550在IPDI和MDI体系中化学接入，在HDI体系中仅物理共存。本文揭示异氰酸酯结构通过调控反应进度决定KH550接入方式的规律，为疏水涂层设计提供依据。