这是由于硅溶胶表面含有大量羟基，而这些羟基可与WPU中的脲基、氨基甲酸酯等极性基团发生键合作用，从而提高了WPU 的交联密度，进而提高了WPU 胶膜的硬度和耐水性，这与Yang 等[5]、Jeon等[6]的研究结果相一致。
2.3 硅溶胶对WPU 胶膜疏水性的影响
液体在固体表面上的接触角可判断液体对固体的润湿性能，材料表面水接触角的大小基本上反映了其疏水性的大小[7]。对同种液体而言，液体在固体表面的接触角越大，其对固体的润湿性也就越差。表3 列出了室温(25 ℃)时硅溶胶掺量对WPU胶膜水接触角的影响。
由表3可知：随着硅溶胶掺量的不断增加，胶膜的水接触角随之增大(由65.2°增至87.1°)，说明胶膜的疏水性增强，这与胶膜吸水率的试验结果相一致。硅溶胶的引入虽提高了胶膜的水接触角，但对胶粘剂与基材的润湿性有不利影响，故硅溶胶不是添加得越多越好，而是要根据其使用性能及胶膜的力学性能等进行选择。
2.4 硅溶胶对复合薄膜剥离强度的影响
硅溶胶掺量对复合薄膜剥离强度的影响如表4所示。
由表4可知：随着硅溶胶掺量的不断增加，复合薄膜的剥离强度呈先升后降态势，并且在w(硅溶胶)=5%时相对最大。
这是由于硅溶胶的表面富含大量不饱和键和羟基，一方面可与WPU 中的极性基团发生键合作用(物理交联点增大)，使体系内聚力（词条“内聚力”由行业大百科提供）得到提高;另一方面，其表面的羟基也可与塑料薄膜表面的极性基团形成氢键，从而提高了粘接力;同时，在乳化过程中，其表面部分羟基也可与水解（词条“水解”由行业大百科提供）后的硅醇缩合(见图1)，使聚合物的Mr(相对分子质量)增大，内聚能增加。上述3种因素共同作用的结果，使复合薄膜的剥离强度随硅溶胶掺量增加而增大;然而，当硅溶胶掺量过多时，PU 的内聚能继续增大，疏水性增强，不利于WPU 对塑料薄膜的润湿作用;当胶粘剂本身的内聚强度大于胶粘剂与塑料薄膜之间的粘接强度时，剥离强度开始下降，破坏类型也由内聚破坏转变为黏附破坏。
2.5 硅溶胶对WPU 胶膜力学性能的影响
WPU具有优良的耐磨性（词条“耐磨性”由行业大百科提供），即具有优良的力学性能，但由于配方及工艺的差别，WPU 会表现出不同的力学性能。表5 为硅溶胶掺量对WPU 胶膜拉伸强度及断裂（词条“断裂”由行业大百科提供）伸长率的影响。由表5可知：WPU胶膜的拉伸强度随硅溶胶掺量增加而增大，而断裂伸长率则呈先升后降态势，并且在w(硅溶胶)=5%时相对最大。
这是由以下3 个原因导致的[8]：①硅溶胶与PU之间的离子相互作用，减小了拉伸过程中分子链间的滑移;②硅溶胶在拉伸过程中可能扮演成核剂的作用，促进了软段部分的结晶;③硅溶胶可能起到物理交联点的作用，从而提高了复合胶膜的拉伸强度和断裂伸长率。然而，当硅溶胶掺量过多时，PU体系的物理交联点过多，阻碍了分子链的运动，故WPU胶膜的脆性增大、断裂伸长率降低。
2.6 WPU 胶膜的热稳定性
图2 为硅溶胶掺量分别为0 和5%时WPU 胶膜的TGA 曲线。由图2 可知：两种样品均有3 个明显的热降解区域，说明改性前后WPU 胶膜均至少有3 个不同特性的降解阶段;纯WPU 的3 个降解阶段发生在180~225 ℃、225~330 ℃和330~450 ℃范围内，改性WPU 的3 个降解阶段则分别发生在220~315 ℃、315~360 ℃和360~450 ℃范围内;改性后胶膜的TGA曲线向右平移，说明其耐热性提高。
这是由于WPU 与硅溶胶中SiO2 之间的氢键作用及本身较高的热稳定性，使得改性WPU的热稳定性提高[9]，这与Yang等[5]、Jeon等[6]和张胜文等[10]的研究结果相一致。
3 ·结语
以硅溶胶作为WPU的改性剂，探讨了硅溶胶掺量对WPU 及其胶膜的力学性能、剥离强度、疏水性和耐热性等影响。
(1)随着硅溶胶掺量的不断增加，WPU 胶膜的硬度增大、吸水率降低(即耐水性提高)且疏水性增强，乳液的平均粒径增大。
(2)适量的硅溶胶能显著提高复合薄膜的剥离强度;当w(硅溶胶)=5%时，复合薄膜的剥离强度(为5.0 N/25 mm)相对最大;继续增加硅溶胶的掺量，剥离强度反而降低。
(3)当w(硅溶胶)=5%时，改性WPU 胶膜的断裂伸长率(为1 658%)相对最大，热稳定性略有提高。
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