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(jì)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(dú)特性能的新材料，越來(lái)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(guò)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(guò)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(duì)復(fù)合聚氨酯泡沫泡孔結(jié)構(gòu)及材料性能的影響。為進(jìn)一步探究納米粒子接枝聚合物前后對(duì)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(duì)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(shí)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(shí)，在碳納

4、米管表面實(shí)現(xiàn)有效接枝聚環(huán)氧丙烷，接枝量達(dá)25 wt%。
　　2.納米SiO2填充量對(duì)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(jī)械加強(qiáng)作用。而納米 SiO2的填加量達(dá)到1.5 php時(shí),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(shí)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(duì)減小，并且在填充量為2 php時(shí)，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（ Tg）可提高約10℃；填充量在0.5 php時(shí)，儲(chǔ)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(shí)尤為明顯。在填充量為1 php時(shí)，孔徑減小80μm，Tg提高4℃；在填充量為0.5 php時(shí)，E?提高25.6 MPa， E"提高