聚氨酯水滑石納米復(fù)合材料的構(gòu)建與性能研究.pdf

1、近年來，聚合物基納米復(fù)合材料得到了人們的廣泛關(guān)注。該類復(fù)合材料不僅具有聚合物基體的特性（如易于加工、柔韌性和阻尼性強(qiáng)等），還展現(xiàn)出無機(jī)填料獨(dú)有的性質(zhì)（剛性、熱穩(wěn)定性、化學(xué)阻隔能力）。此外，較少的無機(jī)組分的添加，便可明顯提升材料的整體性能。
　　聚氨酯(PU)作為一類結(jié)構(gòu)可調(diào)、綜合性能優(yōu)越的聚合物材料而被廣泛地應(yīng)用于家居、醫(yī)療、軍工等領(lǐng)域，是世界六大具有發(fā)展前途的合成材料之一。由于合成聚氨酯軟硬段組分的熱力學(xué)不相容常引發(fā)微相分離現(xiàn)象

2、，嚴(yán)重影響了聚氨酯材料的性能。為了拓展其應(yīng)用范圍，制備出滿足新時(shí)代工業(yè)發(fā)展的具有優(yōu)異性能的聚氨酯復(fù)合材料，本論文提出將二維層狀水滑石(LDHs)納米粒子引入到聚氨酯中，形成無機(jī)有機(jī)復(fù)合材料，以實(shí)現(xiàn)對聚氨酯本體進(jìn)行高效改性，并提升其宏觀性能的研究目標(biāo)。
　　本文通過水熱法一步合成了三羥甲基氨基甲烷(Tris(hydroxymethyl)methyl aminomethane，簡稱Tris）表面接枝改性的鋅鋁水滑石(Tris-LDH)

3、，并通過X射線衍射(XRD)、紅外分析(FT-IR)、掃描電鏡分析(SEM)、X射線光電子能譜分析(XPS)進(jìn)行了表征。采用原位聚合法改變水滑石納米填料含量制備了一系列二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)型聚氨酯鋅鋁水滑石復(fù)合材料(Tris-LDH/PU)，通過掃描電鏡、透射電鏡等研究了納米水滑石填料在聚氨酯基體中的分散情況，并對復(fù)合材料宏觀性能進(jìn)行了深入分析。結(jié)果表明，當(dāng)改性鋅鋁水滑石的含量為1.5％時(shí)，復(fù)合材料的機(jī)械性能和熱穩(wěn)定性顯著增強(qiáng)

4、。
　　為了提高納米水滑石與聚氨酯基體的界面相容性，本研究進(jìn)一步通過膠體磨法制備水滑石前軀體，利用水滑石層間離子易交換的特點(diǎn)，合成了十二烷基磺酸根(DS)柱撐、3-氨丙基三乙氧基硅烷(APS)表面修飾的有機(jī)化納米鎂鋁水滑石填料，并制備了一系列具有不同含量水滑石的甲苯-2，4-二異氰酸酯(TDI)型聚氨酯鎂鋁水滑石復(fù)合材料(PU/APS-DS-LDH)，掃描和透射電鏡表明該水滑石與聚氨酯基體有良好的相容性。材料測試結(jié)果顯示，當(dāng)水滑石