聚氨酯-有機剛性微球復合材料的制備及性能研究.pdf

1、聚氨酯彈性體由于具有機械性能優(yōu)良、彈性高、耐磨、耐油、耐臭氧、耐透氣性能好等優(yōu)異的性能，因此在民用、國防、航天、軍事、體育等領域得到了廣泛的應用。為了進一步提高聚氨酯材料的性能，擴大其應用領域，人們一直致力于通過各種方式對聚氨酯材料進行改性。隨著納米技術的興起，使用無機納米粒子對其進行改性，己成為一種有效的途徑。無機納米粒子在聚氨酯基體中分散性較差，影響其改性效果，使用前通常需要對其表面進行改性，而用乳液法合成有機剛性納米粒子較為容易，

2、且有機剛性粒子的表面與聚氨酯基體有較好的相容性，因此，本論文首次提出用有機剛性微球對聚氨酯材料進行改性研究。 本文采用種子乳液聚合方法合成了聚苯乙烯有機剛性微球和表面帶羥基的有機剛性微球，考察了影響乳液聚合穩(wěn)定性和微球粒徑的因素，并通過激光粒度分布儀、TEM和FT-IR等手段對有機剛性微球進行了分析測試和表征。 TEM測試結果顯示有機剛性微球為形態(tài)基本規(guī)則的球形，粒度均勻。 FT-IR分析證實功能單體甲基丙烯酸β

3、羥乙酯可有效地聚合在有機剛性微球的表面，微球表面的羥基含量為0.107％。 本文在聚酯多元醇(PEA)-甲苯二異氰酸酯(TDI)-3，3-二氯-4，4-二氨基二苯甲烷(MOCA)和聚醚多元醇(PTMEG)-甲苯二異氰酸酯(TDI)-3，3-二氯-4，4-二氨基二苯甲烷(MOCA)兩種體系中，采用預聚法制備了聚氨酯/有機剛性微球復合材料，詳細考察了復合材料的力學性能、耐溶劑性能，并利用DMA、DSC和SEM等手段對復合材料進行了表

4、征。力學性能測試結果顯示：在聚酯和聚醚兩種體系中，復合材料的力學性能與純聚氨酯相比均有顯著的提高。在聚酯型聚氨酯/有機剛性微球復合材料中，用表面帶羥基的有機剛性微球制備的復合材料(PEU/PS-OH復合材料)的綜合力學性能優(yōu)于用聚苯乙烯有機剛性微球制備的復合材料(PEU/PS復合材料)的綜合力學性能。在聚醚型聚氨酯/有機剛性微球復合材料中，用聚苯乙烯有機剛性微球制備的復合材料(PTU/PS復合材料)的綜合力學性能優(yōu)于用表面帶羥基的有機剛

5、性微球制備的復合材料(PTU/PS-OH復合材料)的綜合力學性能。在兩種體系中均表現為有機剛性微球的添加量為1％～3％時，復合材料的綜合力學性能提高幅度較大。 DMA測試結果顯示：聚酯型聚氨酯/有機剛性微球復合材料中，PEU/PS復合材料的儲模能量與純聚氨酯相比變化不大，耗能模量降低，玻璃化溫度降低，阻尼性能降低，說明聚苯乙烯有機剛性微球的加入影響了微相分離。 DSC測試結果顯示：有機剛性微球起到異相成核的作用，改變了硬