聚氨酯/蒙脱土纳米复合材料的合成和性能研究

摘要

该课题以研究聚氨酯/蒙脱土纳米复合材料为起点,研究了聚氨酯/蒙脱土纳米复合材料的合成方法及其性能.用插层法制备了聚合物/蒙脱土纳米复合材料,首先用季氨盐离子将亲水性的蒙脱土交换转化成疏水性,再以聚合多元醇为聚合物前驱物将有机蒙脱土在其中进行插层分散,采用聚氨酯本体预聚法,先将有机蒙脱土分散在聚合多元醇中,使蒙脱土片层表面与聚合多元醇产生插层相互作用,继以二异氰酸酯进行预聚合而后扩链固化,引入二异氰酸酯反应合成含-NCO基团封端的预聚物,再与扩链剂反应再浇注成试样.该论文还有意安排了聚氨酯与其他种(如SiO<,2>和CaCO<,3>)纳米材料的复合实验得以比较.研究纳米粒子在基体内的分散,探讨无机-有机相界结构以及复合材料的结构-性能关系的信息.通过x-射线衍射和电镜等手段对聚合物复合材料进行结构表征分析研究,给聚氨酯/蒙脱土纳米复合材料提供了有价值的结构信息.并通过力学性能测试等,考察复合物的拉伸强度、断裂伸长率等性能,研究复合物结构与性能的关系.所得聚氨酯/蒙脱土纳米复合材料具有较高的强度,适量≤3％质量分数有机蒙脱土通过插层复合法制得聚氨酯的复合物,其拉伸强度和断裂伸长率,在纯聚氨酯基体材料的基础上成倍增长.

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文摘

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北京化工大学学位论文原创性声明

第一章文献综述

1.1聚合物纳米复合材料的概念

1.2聚合物纳米复合材料的制备及其特点

1.2.1溶胶凝胶法

1.2.2共混法

1.2.3原位聚合法

1.2.4插层法

1.3聚氨酯/蒙脱土纳米复合材料的研究现状

1.4课题的研究方向

1.5论文立题目的和意义

1.6论文的研究内容

第二章实验部分

2.1反应原理

2.2实验原料

2.3测试与表征方法

2.4复合材料的合成方法

2.4.1蒙脱土的有机化处理

2.4.2含有机粘土(蒙脱土)预聚物的合成

2.4.3复合材料样品制备

2.4.4非预聚方法制备复合材料样品的实验

第三章聚氨酯/蒙脱土纳米复合材料结构与性能研究

3.1制备聚氨酯/有机蒙脱土复合材料的方法讨论

3.2 PTMEG-TDI-BDO体系聚氨酯/有机蒙脱土力学性能研究

3.3 PTMEG-TDI-MOCA体系聚氨酯/有机蒙脱土力学性能研究

3.4改性与相容性研究

3.5 X-射线衍射表征研究

3.6 TEM电镜观察研究

3.7 DTA-TGA差热-热重研究

3.8 DMA动态力学研究

结论

附录1

附录2

参考文献

致谢