納米SiO2表面接枝聚醚及其在聚氨酯泡沫材料中的應(yīng)用.pdf

1、聚氨酯(PU)作為一種具有氨基甲酸酯鏈段重復(fù)結(jié)構(gòu)單元的聚合物，由異氰酸酯與多元醇反應(yīng)制成，應(yīng)用前景十分廣泛。二氧化硅作為填料，具有質(zhì)輕、耐高溫、化學(xué)穩(wěn)定性好、電絕緣性好等優(yōu)異性能，更有利于改性聚氨酯泡沫。而表面接枝聚合物的方法分子可設(shè)計性和結(jié)構(gòu)可控性更好，更容易滿足不同領(lǐng)域的特殊要求，制備出具有某種獨特性能的新材料，越來越廣泛地應(yīng)用到納米粒子表面改性中。
　　本文以聚醚多元醇和異氰酸酯為原料，采用反應(yīng)成型技術(shù)制備了不同密度聚氨酯泡

2、沫塑料，通過觀察泡孔結(jié)構(gòu)選擇密度為0.3 g/cm3聚氨酯泡沫材料作為基體。采用經(jīng)典“Stober”法合成納米 SiO2粒子（ NS）,并在其表面通過陰離子開環(huán)聚合法和開環(huán)聚合法分別接枝聚環(huán)氧丙醇與聚環(huán)氧丙烷，得到表面接枝一定量聚環(huán)氧丙醇（ polyglycidol）和聚環(huán)氧丙烷（ polypropylene oxide（ PPO））的納米SiO2。將初始與接枝改性后納米 SiO2粒子以不同填充量填充聚氨酯泡沫，探究納米 SiO2接枝前

3、后不同填充量對復(fù)合聚氨酯泡沫泡孔結(jié)構(gòu)及材料性能的影響。為進一步探究納米粒子接枝聚合物前后對聚氨酯泡沫材料性能的影響，考慮到碳納米管（ MWNT）具有更豐富的性能，我們利用開環(huán)聚合法在碳納米管表面接枝聚環(huán)氧丙烷，并用以制備復(fù)合聚氨酯泡沫材料，研究了碳納米管接枝前后對聚氨酯泡沫性能的影響。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)：
　　1.已成功制備納米SiO2并實現(xiàn)在納米SiO2表面接枝聚環(huán)氧丙醇和聚環(huán)氧丙烷，接枝量分別約為6 wt％和10 wt%。同時，在碳納

4、米管表面實現(xiàn)有效接枝聚環(huán)氧丙烷，接枝量達25 wt%。
　　2.納米SiO2填充量對聚氨酯泡沫泡孔結(jié)構(gòu)及材料性能影響很大，隨著填充量的增加，泡孔孔徑減小，泡孔密度增加，分布更加均勻,起到很好的機械加強作用。而納米 SiO2的填加量達到1.5 php時,隨著填充量的增加，泡孔孔徑?jīng)]有繼續(xù)減小，反而增大，同時呈現(xiàn)出極不均勻的孔徑分布，甚至破壞了泡孔結(jié)構(gòu)，出現(xiàn)碎泡、裂泡。
　　3.接枝聚環(huán)氧丙醇后納米SiO2復(fù)合聚氨酯泡沫，與接枝

5、前相比，泡孔結(jié)構(gòu)得到優(yōu)化，泡孔孔徑也相對減小，并且在填充量為2 php時，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（ Tg）可提高約10℃；填充量在0.5 php時，儲能模量可提高約12 MPa，損耗模量可提高約2 MPa。
　　4.接枝聚環(huán)氧丙烷后納米 SiO2復(fù)合聚氨酯泡沫，與接枝前相比，泡孔結(jié)構(gòu)及性能均得到優(yōu)化，低填充量時尤為明顯。在填充量為1 php時，孔徑減小80μm，Tg提高4℃；在填充量為0.5 php時，E?提高25.6 MPa， E"提高