聚氨酯（PU）-蒙脫土（MMT）納米復(fù)合新技術(shù)及性能研究.pdf

1、本課題研究了聚氨酯/蒙脫土(PU/MMT)納米復(fù)合的新工藝以及復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)和性能。主要工作由兩部分組成： 第一部分，輔助超聲波等手段，采用陽(yáng)離子聚氨酯聚電解質(zhì)，替代傳統(tǒng)有機(jī)季銨鹽小分子，直接與鈉基蒙脫土進(jìn)行陽(yáng)離子交換，制備出穩(wěn)定的水基PU/MMT納米復(fù)合乳液。用傅立葉變換紅外技術(shù)(FTIR)、差熱分析(DSC)、熱重分析(TGA)、廣角X-射線衍射(WXRD)和透射電鏡(TEM)表征分析了大分子陽(yáng)離子聚氨酯聚電解質(zhì)對(duì)蒙脫土(M

2、MT)的插層行為、聚氨酯/層狀硅酸鹽的復(fù)合結(jié)構(gòu)、剝離程度對(duì)聚氨酯復(fù)合材料的性能的影響。 FTIR的結(jié)果表明：由于蒙脫土粒子表面上的結(jié)構(gòu)羥基和聚氨酯聚合物上的N-H官能團(tuán)間的氫鍵作用，使得Si-O鍵的伸縮振動(dòng)吸收由1037cm-1下移到1015cm-1，而連接Si原子上的羥基的彎曲振動(dòng)由915cm-1上移至918cm-1。因此納米MMT粒子和聚氨酯分子間存在較強(qiáng)的物理與化學(xué)作用。透射電鏡(TEM)表明復(fù)合體系內(nèi)產(chǎn)生大量分散的層狀結(jié)

3、構(gòu)。廣角X-射線衍射(WXRD)的結(jié)果顯示蒙脫土的尖銳衍射峰向小角方向移動(dòng)并基本消失，暗示蒙脫土硅酸鹽和聚氨酯分子間的復(fù)合結(jié)構(gòu)以剝離型為主。差熱分析(DSC)的結(jié)果顯示MMT的插層作用導(dǎo)致PU復(fù)合材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度較純PU的高，具有較高的熱穩(wěn)定性；熱重分析(TGA)的結(jié)果顯示，納米層狀硅酸鹽與聚氨酯的相互作用使聚氨酯熱分解溫度呈現(xiàn)大幅度地提高。上述數(shù)據(jù)表明，水基復(fù)合樹(shù)脂中陽(yáng)離子聚氨酯對(duì)層狀硅酸鹽粒子具有較好地插層行為。 第二部