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【碩士】納米材料改進(jìn)、填充聚氨酯樹脂的研究及應(yīng)用

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內(nèi)容簡介

  【碩士】納米材料改進(jìn)、填充聚氨酯樹脂的研究及應(yīng)用  授予學(xué)位:碩士  學(xué)位授予單位:安徽大學(xué)  學(xué)位年度:2011   聚合物納米復(fù)合材料早在80年代初就已提出來,之后很快便成為人們研究的焦點。聚合物納米復(fù)合材料要實現(xiàn)工業(yè)化,可以采用原位聚合的方法,即將納米粒子或改性納米粒子添加到聚合物原料中,然后原位聚合合成聚合物納米復(fù)合材料。該法能較好地解決納米粒子團(tuán)聚及其與高聚物基體中的相容性與分散問題,制得的納米復(fù)合材料性能優(yōu)異,并且操作簡單。   本文中分別將未經(jīng)表面處理的納米粉體和用自行設(shè)計合成的大分子表面改性劑處理后的納米粉體加入聚氨酯原料中,應(yīng)用原位聚合的方法合成了不同的納米粉體,聚氨酯復(fù)合樹脂。研究結(jié)果表明,納米Si02粉體在聚氨酯基體內(nèi)可達(dá)到納米尺度的分散;分別應(yīng)用不同納米粉體如納米Si02、納米CaC03,對提高聚氨酯性能或降低其成本均有較為顯著的作用。本文具體分為以下三個部分:第一章是緒論。通過文獻(xiàn)調(diào)研,主要介紹了常用的無機(jī)納米粒子及其表面改性方法,以及納米粒子在聚氨酯改性中應(yīng)用的研究現(xiàn)狀等,最后提出了本課題的設(shè)計思路。   第二章是介紹了應(yīng)用納米Si02粉體,通過原位聚合的方法合成納米Si02/聚氨酯復(fù)合樹脂。首先將一定比例的聚四氫呋哺醚二元醇(P1m伍G)、己二酸一乙二醇一丁二醇三元共聚酯二元醇(,IPEG)、乙二醇(EG)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)和納米二氧化硅混合,并用溶劑DMF調(diào)節(jié)到合適粘度后,用高速剪切機(jī)剪切10min左右,再經(jīng)高壓剪切分散機(jī)處理,然后置于反應(yīng)瓶內(nèi)升溫至90℃攪拌,并按比例加入4’4--二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI),后視粘度補(bǔ)加少量MDI。合成的復(fù)合樹脂用FTIR、GPC、TGA、SEM等進(jìn)行了表征。結(jié)果表明,納米Si鋤的加入對聚氨酯分子量的影響不大,MDI和硅羥基發(fā)生了化學(xué)反應(yīng),Si02均勻分散在聚氨酯基體中,經(jīng)改性后的聚氨酯在力學(xué)性能上有較為明顯的提高?! ? 第三章是大分子改性劑(BA)m一(MMA)n.COOH的合成及應(yīng)用,即用合成的大分子改性劑再改性納米碳酸鈣,進(jìn)而填充改性聚氨酯。首先選取甲基丙烯酸甲酯(MMA)和丙烯酸丁酯(BA)為單體,巰基乙酸(Mercaptoacetic acid)為鏈轉(zhuǎn)移劑,偶氮二異丁腈(AIBN)為引發(fā)劑,合成大分子改性劑。實驗中將上述藥品按一定的配比加入到恒壓漏斗中,在2.5h內(nèi)滴加到盛有適量甲苯的三口燒瓶中,在110"C下保溫反應(yīng)4h。然后改裝置為蒸餾裝置,最后升溫到170。C,除去溶劑與未反應(yīng)的單體,得到合成產(chǎn)物。應(yīng)用FTIR、1H NMR、¨C NMR、DSC、TGA和GPC對產(chǎn)物進(jìn)行了表征,結(jié)果明,合成的產(chǎn)物為數(shù)均分子量脅在3500左右、一端帶.COOH的丙烯酸酯類聚合物,其主要的失重在300-400"C,且只有一個Tg。然后用合成的大分子改性劑(BA)m.(MMA)。一COOH包覆納米CaC03粉體。FTIR、TGA、粒徑分析、接觸角及沉降實驗等分析表明,納米CaC03粒子與大分子改性劑發(fā)生了化學(xué)鍵和,改性后的納米粒子親水性降低、親油性增加,在溶劑中團(tuán)聚也明顯減弱。最后改性納米CaC03粒子添加到聚氨酯原料中,采用原位聚合的方法合成了復(fù)合樹脂。SEM顯示,改性納米CaC03在聚氨酯基體中分散均勻,拉伸測試表明少量納米CaC03的加入能提高聚氨酯的拉伸強(qiáng)度;TGA數(shù)據(jù)可以看出,納米CaC03對樹脂的熱穩(wěn)定性影響不大?! ?

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發(fā)布:2007-11-16 14:53    編輯:泛普軟件 · xiaona    [打印此頁]    [關(guān)閉]
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