具有电磁屏蔽功能的形状记忆聚氨酯的制备与性能研究

摘要

该文在对具有形状记忆功能的聚氨酯(shape memory polyurethane,SMPU)的结构、记忆机理、应用状况以及电磁屏蔽聚合物的研究进展进行全面综述的基础上,利用溶液预聚法制备了具有规整嵌段结构的PBA/MDI/BDO(聚己二酸丁二醇酯/4,4'一二苯基甲烷二异氰酸酯/1,4—丁二醇)体系SMPU.通过实验对比,发现影响SMPU的合成和综合性能的因素,并确定了最佳制备工艺路线.利用傅立叶红外光谱(FTIR)对所合成的形状记忆聚氨酯进行了表征.分别测定了所合成形状记忆聚氨酯的力学性能和形状记忆特性,结果表明所合成的SMPU具有良好的记忆性能和力学性能:拉伸强度为28.6Mpa,断裂伸长率504％,收缩温度60°C,收缩时间小于30S.通过溶液共混法制备了ACET/BaTiO<,3>/SMPU体系复合材料,并测试了所制备复合材料的性能.结果表明:添加乙炔炭黑(ACET)能明显提高其导电性(15％ACET时,电阻率37.2Ω·m),添加钛酸钡能改善其介电常数;对SMPU性能的改变的程度与所添加物质的量有关;同时添加适量的钛酸钡和炭黑,会使材料力学性能和记忆性有某些损失(ACET含量15％,BaTiO<,3>含量60％时,电阻率为3.42×10<'2>Ω·m,介电常数为7.66,拉伸强度为6.03 mpa),但是仍能满足一定的性能要求.说明通过这种新的探索制备智能型的电磁屏蔽材料(屏蔽效能SE大于35dB时对应的体积电阻率小于1000Ω·m)是可行的.

目录

文摘

英文文摘

前言

第一章文献综述

1.1 SMPU的结构和形状记忆机理

1.2 SMPU的研究现状

1.3 SMPU的应用

1.3.1建筑和力学机械领域的应用

1.3.2应用于温度敏感器械

1.3.3纺织方面的应用

1.3.4医学方面的应用

1.3.5其它方面的应用

1.4聚合物的电磁屏蔽材料

1.4.1电磁屏蔽的基本原理

1.4.2电磁屏蔽复合材料的研究现状

1.4.3表层导电型屏蔽聚合物

1.4.4填充复合型聚合物电磁屏蔽材料

1.4.5影响导电聚合物屏蔽效果的因素

1.4.6电磁屏蔽聚合物复合材料展望

第二章实验部分

2.1实验原料

2.2 SMPU的制备

2.2.1原料的纯化

2.2.2 SMPU的合成

2.2.3 SMPU片材的制备

2.3电磁屏蔽SMPU的制备

2.3.1 ACET/SMPU共混材料的制备

2.3.2 BaTiO3/SMPU共混材料的制备

2.3.3 ACET/BaTiO3/SMPU共混材料的制备

2.4 SMPU表征及性能测试

2.4.1傅立叶红外分析

2.4.2力学性能的测试

2.4.3形状记忆性能的测试

2.4.4分子量的测定

2.4.5电阻率测试

2.4.6介电常数的测试

第三章SMPU的制备

3.1制备方法的选择

3.1.1本体熔融缩聚

3.1.2溶液聚合

3.2反应原料的选择

3.2.1二异氰酸酯的选择

3.2.2聚酯或聚醚二元醇的选择

3.2.3扩链剂的选择

3.2.4溶剂和助剂的选择

3.2.5反应原料摩尔比例的确定

3.3 SMPU的制备

3.3.1 SMPU的合成反应

3.3.2影响SMPU性能的因素

3.4 SMPU的红外表征

3.4.1 MDI和PBA的红外光谱图

3.4.1合成过程的红外谱图

3.5 SMPU的性能

3.6小结

第四章SMPU臌黑共混材料的制备与性能研究

4.1 ACET/SMPU体系的性能

4.1.1碳黑填充率对电阻率的的影响

4.1.2碳黑填充率对力学性能的影响

4.1.3碳黑填充率对形状记忆性能的影响

4.2 BaTiO3/SMPU体系的性能

4.2.1 BaTiO3含量对介电性能的影响

4.2.2 BaTiO3含量对导电性能的影响

4.2.3 BaTiO3含量对力学性能的影响

4.2.4 BaTiO3含量对记忆性能的影响

4.3 ACET/BaTiO3/SMPU体系的性能

4.3.1填料含量对介电常数的影响

4.3.2填料含量对导电性的影响

4.3.3填料含量对力学性能的影响

4.4小结

4.4.1 ACET/SMPU体系

4.4.2 BaTiO3/SMPU体系

4.4.3 ACET/BaTiO3/SMPU体系

第五章结论

参考文献

致谢

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