聚氨酯-蒙脫土納米復(fù)合材料的制備與性能.pdf

1、聚合物/納米蒙脫土復(fù)合材料作為一種新型的復(fù)合材料，具有傳統(tǒng)聚合物/無(wú)機(jī)填料無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)，本論文主要制備出兩種聚氨酯/蒙脫土納米復(fù)合材料：陽(yáng)離子水性聚氨酯/蒙脫土復(fù)合樹(shù)脂和聚氨酯脲/蒙脫土納米復(fù)合材料。
　　第一部分，合成出一種不飽和水基陽(yáng)離子聚氨酯樹(shù)脂(UCWPU)，以其作為插層劑并采用超聲波助混技術(shù)對(duì)蒙脫土(MMT)進(jìn)行有機(jī)改性，通過(guò)陽(yáng)離子交換制備出含有不飽和官能團(tuán)的活性有機(jī)蒙脫土(OMMT)。根據(jù)相同原理，UCWPU作為陽(yáng)離

2、子大分子直接對(duì)蒙脫土進(jìn)行插層，輔助超聲波等手段使之對(duì)層狀硅酸鹽插層并進(jìn)一步剝離，優(yōu)化了UCWPU分散體的最佳制備工藝，制備出穩(wěn)定的UCWPU/MMT復(fù)合乳液，同時(shí)應(yīng)用XRD、TEM、FT-IR和TGA等測(cè)試手段對(duì)OMMT和UCWPU/MMT復(fù)合材料進(jìn)行了表征。結(jié)果表明：在交聯(lián)指數(shù)(N)為7:3，反應(yīng)溫度為60℃，中和度為95%時(shí)所制備的UCWPU分散體均一、穩(wěn)定。FT-IR顯示OMMT有明顯的聚氨酯官能團(tuán)吸收峰；XRD顯示改性后的蒙脫土

3、層間距由原來(lái)的1.21 nm增大到2.12 nm；TGA測(cè)試結(jié)果表明OMMT和Na-MMT的熱失重曲線有明顯不同，OMMT表現(xiàn)出了典型的聚氨酯失重規(guī)律。添加1%和2%量的蒙脫土，提高了聚氨酯基體中硬段的結(jié)晶程度，聚氨酯微相分離程度提高；且當(dāng)添加量為1%時(shí)，蒙脫土在聚氨酯基體中分散較均勻，插層效果最佳，可得穩(wěn)定的插層型與剝離型混合的UCWPU/MMT復(fù)合材料。
　　第二部分，合成出一種端羥基陽(yáng)離子水性聚氨酯樹(shù)脂(HWCPU)，以其作

4、為插層劑對(duì)蒙脫土進(jìn)行改性制備出帶有羥基的活性蒙脫土，然后將改性的蒙脫土用于制備聚氨酯脲(PUU)/蒙脫土(MMT)納米復(fù)合材料。研究了擴(kuò)鏈系數(shù)和后硫化熱處理?xiàng)l件對(duì)彈性體力學(xué)性能的影響，同時(shí)運(yùn)用FT-IR、XRD、TEM、DSC和TGA等測(cè)試手段對(duì)HOMMT和PUU/MMT納米復(fù)合材料進(jìn)行了表征。結(jié)果表明：HOMMT層間距擴(kuò)大為2.12 nm，HWCPU對(duì)蒙脫土成功改性；擴(kuò)鏈系數(shù)控制在85%～95%，產(chǎn)品力學(xué)性能優(yōu)異；后硫化熱處理?xiàng)l件為1