納米凹凸棒土改性聚氨酯材料的制備及結(jié)構(gòu)與性能.pdf

1、聚氨酯(PU)是一種含有氨酯基的嵌段共聚物，由于其優(yōu)良的性能，現(xiàn)己廣泛應(yīng)用于紡織纖維、粘合劑、環(huán)保涂料、薄膜和生物材料。然而聚氨酯也存在著斷裂強(qiáng)度較小，耐熱性能較差的弱點(diǎn)限制了其大規(guī)模的應(yīng)用。近年來，用蒙脫土等硅酸鹽粘土增強(qiáng)PU的納米復(fù)合材料逐漸引起了人們的關(guān)注，與普通PU相比在力學(xué)性能上有了顯著的提高，例如高模量、高強(qiáng)度和較好的耐熱性能。凹凸棒土(AT)作為另一種硅酸鹽粘土，引起了學(xué)者的注意，把它作為填充劑以減少聚合物材料的消耗和作為

2、在一些結(jié)晶聚合物的成核劑。然而用AT改性增強(qiáng)聚合物的研究目前報(bào)道較少，而且用于改性化學(xué)纖維幾乎未有報(bào)道。由于其價(jià)格低廉并且性能優(yōu)越，使其用于改性PU具有廣泛的應(yīng)用前景。
　　 本文制備了納米AT/PU復(fù)合材料，通過對不同AT含量改性PU的效果進(jìn)行研究，探討了AT對復(fù)合材料力學(xué)性能的影響，分析了AT/PU復(fù)合材料的熱分解動(dòng)力學(xué)及耐熱性能。通過SEM、FTIR、DMA、DSC等對AT/PU復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征，探討了AT增強(qiáng)復(fù)合

3、材料性能的機(jī)理，并提出了AT對復(fù)合材料增強(qiáng)作用的結(jié)構(gòu)模型。運(yùn)用濕法紡絲技術(shù)制備了納米AT/PU纖維，通過AT/PU紡絲液的流變測試，研究了AT對紡絲液和紡絲工藝的影響，并通過力學(xué)性能和TGA測試，分析討論了AT對PU纖維的力學(xué)性能和熱穩(wěn)定性的影響。研究結(jié)果表明：
　　 AT能夠以納米級分散于PU基體中，而且AT與PU硬段發(fā)生了相互作用，提高了PU軟段的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、材料的儲能模量和PU硬段的熱分解溫度，通過橡膠理論分析與計(jì)算，

4、比較了AT的加入對提高PU的氫鍵的活化能和物理交聯(lián)密度的作用。并且納米AT/PU材料的力學(xué)性能和熱性能有了顯著的提高，其中AT含量為1.5％樣品的斷裂強(qiáng)度提高了101％，彈性回復(fù)率也有所提高，并且AT含量為1.5％樣品的熱分解溫度提高了近14℃。
　　 AT的加入降低了AT/PU紡絲液的粘度，紡絲溶液呈現(xiàn)明顯的切力變稀現(xiàn)象。并且提高了紡絲液的粘流活化能，降低了紡絲液的結(jié)構(gòu)粘度指數(shù)，提高了AT/PU溶液的可紡性。同時(shí)動(dòng)態(tài)流變實(shí)驗(yàn)顯