不飽和聚酯聚氨酯納米復(fù)合材料的研究.pdf

1、不飽和聚酯聚氨酯樹脂(UPPU)品種多、應(yīng)用廣泛，但因其固化后硬而脆、易開裂、耐磨性差等缺點(diǎn)，大大限制了它在生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用。采用納米材料對UPPU進(jìn)行增強(qiáng)改性是提高材料性能的有效途徑。納米凹凸棒(AT)為一維納米結(jié)構(gòu)，具有一些獨(dú)特的物理和化學(xué)性能，能夠耐高溫、耐腐蝕。因具有很高的長徑比及表面活性，表面覆蓋有大量的羥基，故在聚合物基體中很容易發(fā)生團(tuán)聚現(xiàn)象。為了提高納米粒子在聚合物基體中的分散能力，同時(shí)增強(qiáng)納米粒子與不飽和聚酯聚氨酯樹脂之

2、間的界面結(jié)合力，需對納米凹凸棒進(jìn)行表面處理。
　　本研究以不飽和聚酯聚氨酯樹脂為基體樹脂，通過使用不同的偶聯(lián)劑γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)、γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH-560)、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH-570)及所合成的活性偶聯(lián)劑對納米凹凸棒進(jìn)行改性，采用化學(xué)接枝法將改性后的納米凹凸棒接到UPPU上制備了不同納米粒子含量的AT/UPPU納米復(fù)合材料。通過紅外光譜掃描儀(FT-IR)、掃描電子

3、顯微鏡(SEM)、熱失重分析(TGA)、力學(xué)性能分析等多種測試方法對納米凹凸棒改性前后的化學(xué)結(jié)構(gòu)、形貌、晶型、熱穩(wěn)定性及AT/UPPU納米復(fù)合材料的化學(xué)結(jié)構(gòu)、形貌、熱穩(wěn)定性及力學(xué)性能進(jìn)行了表征。
　　經(jīng)偶聯(lián)劑處理后，納米凹凸棒分散均勻，紅外檢測有偶聯(lián)劑官能團(tuán)，表明納米凹凸棒表面有偶聯(lián)劑存在，改性納米凹凸棒已成功接枝到不飽和聚酯聚氨酯樹脂中。
　　納米凹凸棒經(jīng)偶聯(lián)劑改性及超聲分散處理后，以細(xì)小的棒狀晶束存在，單個(gè)納米凹凸棒的棒

4、晶長度在1μm左右。添加不同含量改性納米凹凸棒的復(fù)合材料的斷面SEM照片顯示，當(dāng)分散到UPPU中的改性納米凹凸棒的含量在1.5％以下時(shí)，UPPU斷面的紋路比較直，由此推斷它的斷裂方式為脆性斷裂，而且納米凹凸棒也能較好地分散到UPPU樹脂中。當(dāng)添加2.5％改性納米凹凸棒時(shí)，出現(xiàn)團(tuán)聚現(xiàn)象，其斷面形貌發(fā)生了嚴(yán)重的改變。當(dāng)納米凹凸棒添加量繼續(xù)增加時(shí)，SEM圖上納米凹凸棒團(tuán)聚現(xiàn)象更加嚴(yán)重。
　　由于使用偶聯(lián)劑進(jìn)行表面改性，改性后納米凹凸棒親

5、油性提高，當(dāng)添加其到UPPU中時(shí)，經(jīng)TGA檢測，復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性得到改善，這主要是因?yàn)榕悸?lián)劑改性粘土粒子使其與聚合物相容性提高，從而增強(qiáng)了聚合物復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性。
　　XRD結(jié)果表明:改性前后納米凹凸棒的晶型并沒有發(fā)生改變，未改性的UPPU和UPPU/納米凹凸棒復(fù)合材料顯示出相似的XRD特征峰，這表明所測樣品是典型的非晶態(tài)材料，加入納米凹凸棒后并沒有破壞UPPU本身的晶型。
　　采用偶聯(lián)劑KH-560改性AT添加到不飽和