聚酯聚氨酯/SiO(TiO)纳米复合涂层的制备及表征

摘要

近年来，有机-无机纳米复合材料由于成功地结合了两者的优点，其独有的结构又赋予材料新的性能，目前无论是在理论研究上还是实际的应用中都已成为材料科学领域的一个新的热点。而溶胶-凝胶法(Sol-Gel)由于反应条件温和，得到的溶胶中无机相分散均匀，其结构(颗粒状、网络状)和表面基团又可以通过反应的条件(如酸碱性、水的含量、温度)随意的调控，广泛应用于涂料、油墨、粘胶剂等领域。但在引入有机相的过程中，存在着有机-无机相间作用力小，相容性差和无机相易团聚等问题。目前常采用引入硅烷偶联剂或带功能性基团的单体(如-COOH，-OH)的方法，通过氢键或化学键合来提高其相容性，但都存在成本和能耗高，有副产物和多余的改性剂难以除去等缺点，影响了其在树脂中的应用，且绝大多数树脂都局限于丙烯酸类或硅氧烷类聚合物。　　在本文中，我们采用溶胶-凝胶法合成了二氧化硅和二氧化钛溶胶，充分的利用酯化反应的特点(高温，有水生成，单体带有-COOH或-OH基团，体系强酸性)，采用原位聚合(insitu)和共混(blending)的方式把二氧化硅和二氧化钛溶胶直接引入端羟基聚酯树脂中，交联固化后形成了性能优异的透明聚酯聚氨酯纳米复合涂层，并进行了结构及性能表征。研究分三部分，分别在树脂或涂层中引入了采用溶胶—凝胶法制备的颗粒状二氧化硅，网络状二氧化硅和网络状二氧化钛，主要研究结果如下：(1)引入了颗粒状二氧化硅；(2)引入网络状二氧化硅；(3)引入网络状二氧化钛。

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1有机-无机纳米复合材料的制备方法

1.1.1共混法

1.1.2原位聚合法

1.1.3原位生成法

1.1.4插层复合法

1.1.5溶胶凝胶(Sol-Gel)法

1.2有机-无机纳米复合材料的表征方法

1.3有机-无机纳米复合材料的性能

1.3.1增强增韧性

1.3.2耐热性与阻燃性

1.3.3光学性能

1.3.4其它特殊功能

1.4有机-无机纳米复合材料的应用前景和研究方向

1.5本论文的研究背景，研究思路和内容

1.6本论文的创新点

参考文献

第二章端羟基聚酯/二氧化硅纳米复合树脂的制备及表征

2.1引言

2.2实验部分

2.2.1原料

2.2.2二氧化硅溶胶的制备

2.2.3端羟基聚酯/二氧化硅纳米复合树脂的制备

2.2.4二氧化硅溶胶和复合树脂的表征

2.3结果与讨论

2.3.1二氧化硅溶胶的结构表征

2.3.2纳米复合树脂中有机-无机相互作用

2.3.3纳米复合树脂粘度的变化

2.3.4二氧化硅粒子在纳米复合树脂中的分散情况

2.4本章结论

参考文献

第三章聚酯聚氨酯/二氧化硅纳米复合涂层的性能及形态

3.1引言

3.2实验部分

3.2.1原料

3.2.2聚酯聚氨酯/二氧化硅纳米复合涂层的制备

3.2.3纳米复合涂层的表征方法

3.3结果与讨论

3.3.1动态力学性能

3.3.2拉伸性能

3.3.3摆杆硬度

3.3.4耐磨性

3.3.5紫外吸收性能

3.3.6表面和界面组成及自由能

3.3.7纳米复合涂层的形态

3.4本章结论

参考文献

第四章聚酯聚氨酯/二氧化硅杂化涂层的结构、形态和性能

4.1前言

4.2实验部分

4.2.1原料

4.2.2二氧化硅酸溶胶的制备

4.2.3端羟基聚酯/二氧化硅杂化树脂的制备

4.2.4聚酯聚氨酯/二氧化硅杂化涂层的制备

4.2.5二氧化硅酸溶胶，杂化树脂及涂层的表征方法

4.3结果与讨论

4.3.1二氧化硅酸溶胶结构表征

4.3.2杂化树脂和涂层中有机-无机相相互作用

4.3.3杂化涂层微结构

4.3.4杂化涂层本体及表面形态

4.3.5杂化涂层动态力学性能

4.3.6杂化涂层静态力学性能

4.3.7杂化涂层的表面组成和自由能

4.4本章结论

参考文献

第五章 聚酯聚氨酯/二氧化钛杂化涂层的结构、形态和性能

5.1引言

5.2实验部分

5.2.1原料

5.2.2二氧化钛溶胶的制备

5.2.3端羟基聚酯/二氧化钛杂化树脂的制备

5.2.4聚酯聚氨酯/二氧化钛杂化涂层的制备

5.2.5结构及性能的表征方法

5.3结果与讨论

5.3.1二氧化钛溶胶的结构表征

5.3.2杂化树脂粘度的变化

5.3.3杂化涂层的微结构及表面形态

5.3.4杂化涂层的动态力学性能

5.3.5杂化涂层的静态力学性能

5.3.6杂化涂层的紫外吸收性能

5.4本章结论

参考文献

结论

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致谢