新型聚氨酯納米復(fù)合材料的制備、結(jié)構(gòu)與性能研究.pdf

1、聚氨酯(PU)彈性體是一種介于橡膠與塑料之間的彈性材料,既具有橡膠的高彈性,又具有塑料的高強(qiáng)度。它的耐磨性、生物相容性與血液相容性特別突出。同時(shí),它還具有優(yōu)異的耐油、耐沖擊、耐低溫、耐臭氧、耐輻射和負(fù)重隔熱、絕緣等性能。由于綜合性能出眾而被廣泛應(yīng)用于民用、體育、航天、軍事等領(lǐng)域,成為不可缺少的重要材料之一。但由于其強(qiáng)度、生物相容性,耐熱氧化等性能還不夠理想,其應(yīng)用受到了一定程度的限制。為了進(jìn)一步拓寬其應(yīng)用領(lǐng)域,研究者通常把某些納米顆粒加

2、入體系以改善聚氨醋材料的一些性能。
　　 本文在聚酯多元醇(PDA)、異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)、異佛爾酮二胺(IPDA)體系下,采用預(yù)聚體法制備了三種不同的聚氨酯納米復(fù)合材料體系,并對其結(jié)構(gòu)與性能進(jìn)行了詳細(xì)研究,所得主要研究結(jié)果如下:
　　 (1)結(jié)合了原位聚合與溶液澆鑄法來制備聚氨酯/多壁碳納米管(MWNT)復(fù)合材料。通過掃描電鏡可以看出,在低含量的時(shí)候,碳管均勻分散在聚氨酯本體中,而且碳管聚合物本體與碳管之間有

3、較強(qiáng)的界面相互作用力(由嵌在聚氨酯基體中被拉斷的碳納米管形貌特征),這有利于應(yīng)力從聚合物本體傳遞到碳管,在保持高斷裂伸長率的前提下成功制備了具有優(yōu)異力學(xué)拉伸強(qiáng)度的納米復(fù)合材料,并且這種材料的熱穩(wěn)定性能也有顯著提高。
　　 (2)通過RAFT聚合方法合成了一系列不同分子量的PU-b-PTPM(PTPM,聚[3-(三甲氧基硅烷)丙基丙烯酸脂])兩親性嵌段共聚物,這種共聚物在THF/甲醇混合溶劑中可自組裝成以PU為殼、以疏水的PTPM

4、為核的核-殼結(jié)構(gòu),然后通過催化劑來水解和縮合成聚氨酯/聚倍半硅氧烷球納米復(fù)合材料。由拉伸實(shí)驗(yàn)、TGA和原子力顯微鏡研究發(fā)現(xiàn),相對于純聚氨酯樹脂,所得復(fù)合材料的機(jī)械性能與熱穩(wěn)定性能均有顯著提高;且隨嵌段聚合物分子量的提高,可得到數(shù)量越來越多的、尺寸均一的聚倍半硅氧烷納米球。
　　 (3)采用十二烷基磺酸陰離子對CoAl-層狀雙氫氧化物(LDH)進(jìn)行插層,并通過原位聚合方法首次制備出剝離型聚氨酯/CoAl-LDH納米復(fù)合材料。使用X