熱塑性聚氨酯-無機粒子功能復合材料的制備及性能研究.pdf

1、熱塑性聚氨酯(TPU)硬度高且富有彈性，具有良好的耐油性、耐臭氧性，以及優(yōu)異的低溫性能，因而應用廣泛。但是由于其強度不高，耐熱性差，易燃，并且在高溫下容易發(fā)生軟化、分解，使機械性能急劇下降，一般情況下它的長期使用溫度不能超過80℃，短期使用溫度不能超過120℃，這大大限制了它的應用范圍。如何在提高TPU耐熱性能的同時，保證其綜合性能不下降或不發(fā)生改變，是多年來人們對TPU性能研究的一個重點。無機材料普遍具有高熔點、高硬度、耐磨損、耐腐蝕

2、和良好的抗氧化性等特點。此外，無機納米粒子具有獨特的光、電、磁和化學特性，這為制備高性能、多功能復合材料指明了新的方向。近年來，無機粒子改性成為TPU改性的主要手段之一。本文選取了三種不同的無機粒子，采用溶液共混法制備了三種TPU/無機粒子功能復合材料，在提高TPU材料耐熱性和機械性能的同時，還改善了其阻燃性能和磁性能。
　　 首次將硅烷偶聯(lián)劑改性的硅藻土顆粒填充到TPU材料中，利用硅藻土顆粒的天然孔狀結構，將TPU基體吸收到空

3、隙和表面而不能向外遷移，形成一種內部機械嚙合的結構，從而使得TPU與硅藻土之間的結合更為牢固。采用傅里葉紅外變換光譜(FTIR)、熱失重分析儀(TGA)、掃描電子顯微鏡(SEM)、電子萬能試驗機、動態(tài)力學分析儀(DMA)對復合材料進行表征。結果表明：TPU/硅藻土復合材料的力學性能和耐熱性明顯提高，其中復合材料的拉伸強度增幅達到62.2％。
　　 以表面偶聯(lián)化處理后的氫氧化鎂(MH)為改性劑，采用溶液共混法制備了TPU/MH復合

4、材料。通過FTIR、場發(fā)射掃描電子顯微鏡(FE-SEM)、TGA、電子萬能試驗機、DMA、ATS1004050型氧指數(shù)儀對復合材料進行表征。結果表明：TPU/MH復合材料的力學性能和耐熱性明顯提高，當材料的熱失重質量分數(shù)達到30%時，IPU/MH復合材料的熱分解溫度較純TPU提高了58℃。此外，MH的添加提高了TPU復合材料的阻燃性能，隨著MH含量的增加，TPU/MH復合材料的極限氧指數(shù)值(LOI)從20.5%提高至22.7%。

5、　　 首次采用醇熱法制備得到了晶相純、磁性優(yōu)良的鈷鋅鐵氧體包覆碳納米管的復合材料，研究了不同化學計量的鈷鋅鐵氧體納米顆粒包覆MWCNTs納米復合材料的磁性能。通過溶液共混法將制得的MWCNTs/Co0.5Zn0.5Fe2O4磁性納米顆粒添加到TPU材料中，以改善TPU材料的力學性能和耐熱性，并賦予材料新的磁響應性能。通過X射線衍射儀(XRD)、透射電子顯微鏡(TEM)和振動磁強計(VSM)、FE-SEM、TGA、電子萬能試驗機、DMA