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《上海交通大学》 2007年
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浇注型纳米SiO_2/聚氨酯复合材料的制备与性能研究

赖强  
【摘要】: 本文的研究目的在于通过加入纳米SiO_2粒子改型的方法,补强聚氨酯弹性体,提升其力学、耐热和阻尼等性能,满足新型装甲车的减震垫和缓冲器的性能要求。 本文研究了材料组成和合成工艺参数对聚氨酯(PUR)性能的影响,并通过原位聚合法合成了浇注型纳米SiO_2/ PUR复合材料,讨论了不同合成方法、材料配方和工艺参数对纳米复合材料性能的影响。研究结论如下: (1)对于纯的浇注型聚氨酯弹性体,考察了软硬段比例、扩链系数、硫化温度、硫化时间和凝胶时间等工艺条件对聚氨酯弹性体力学性能的影响。TDI/ PBAG比在3.5左右,扩链系数(NH2/NCO)=0.95时,硫化温度和硫化时间分别在100℃和16h时,凝胶时间大致在360-380s时,所得聚氨酯弹性体的综合力学性能最佳。此阶段的研究为下一节合成纳米复合材料提供了一个较佳的材料组分和工艺参数。 (2)分别用预聚体法和原位聚合法制得了纳米SiO_2/PUR复合材料,SEM照片显示:预聚体法制备的纳米复合材料,纳米SiO_2粒子在其中主要以团聚体存在;纳米SiO_2粒子经过表面偶联剂处理后,通过原位聚合方法合成的纳米复合材料, SiO_2粒子在PUR基体中分散比较均匀,大部分纳米粒子的尺寸都在50nm以下,基本达到了纳米级的分散。 (3)FTIR图谱显示:纳米复合材料在1726 cm-1处酰基(NHCO)的吸收峰由于SiO_2粒子与异氰酸酯的反应而有所降低;同时792cm-1和802cm-1处多了一个纳米SiO_2吸收峰,对应于Si-O-C键的吸收峰;说明纳米SiO_2与PUR中的基团发生了化学反应,形成了键合。 (4)原位聚合法制备的纳米SiO_2/PUR复合材料的拉伸性能和硬度相比纯PUR弹性体有一定提高。 纳米SiO_2/聚氨酯复合材料随着纳米SiO_2粒子含量的增加,拉伸强度有着一定程度的提高,硬度和拉断伸长率也有小幅度的增加,纳米SiO_2粒子含量为2.0wt﹪时,SiO_2/PUR复合材料的综合力学性能最好,拉伸强度比纯PUR材料提高了36.8%,断裂伸长率提高了7.7%;当纳米SiO_2粒子大于2.0 wt﹪时力学性能反而下降。 偶联剂的加入能够有效提高纳米复合材料的拉伸性能,偶联剂份量在2.0wt%-2.5wt%时复合材料的综合拉伸性能最佳,超过2.5wt%时过量的偶联剂反而使材料拉伸性能下降;SEM照片显示偶联剂能够有效加强纳米SiO_2粒子与聚氨酯基体之间的界面结合力。 (5)SiO_2的加入提高了PUR的玻璃化转变温度,并且随着SiO_2含量的增加,玻璃化转变温度增大,高温部分玻璃化转变温度从纯PUR的464.7K提高到SiO_2含量为2.0wt%时纳米复合材料的480.9K,提高16.2K。说明SiO_2提高了弹性体的耐热性能,同时使弹性体的使用温度范围变宽。 (6)纳米SiO_2的加入提高了PUR的储能模量和内耗峰峰值,并且随纳米SiO_2含量的增加,复合材料的储能模量和损耗因子增大,并且内耗峰向高温方向移动,说明纳米SiO_2粒子的加入有效提高了PUR复合材料的内耗,提高了PUR的阻尼性能;储能模量谱线形状和内耗峰曲线的形状没有太大变化,说明SiO_2的加入没有改变PUR的硬段与软段的比例,只是改变了硬段之间的相互作用力。 研究的创新点:将原位聚合方法与浇注成型相结合,不但使纳米SiO_2在聚氨酯弹性体均匀分散,复合材料的机械性能、耐热性能和阻尼性能等增强,而且简化了纳米复合材料的生产工艺。
【学位授予单位】:上海交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TB332

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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张志华,沈军,吴广明,夏长生,杨帆,付甜,孙骐,王珏;SiO_2不同的掺杂方式对聚氨酯树脂材料性能的影响[J];材料导报;2003年S1期
2 张志华,吴广明,沈军,付甜,杨帆,夏长生,王珏;革用聚氨酯/SiO_2纳米复合材料的制备与物性研究[J];材料科学与工程学报;2003年04期
3 陈小金,陈宪宏;聚氨酯/纳米复合材料的研究进展[J];材料科学与工程学报;2005年06期
4 宋晓艳,张玉清,张杰,李俊贤;聚氨酯弹性体/蒙脱土纳米复合材料的合成与性能[J];高分子学报;2004年05期
5 许海燕,杨子彬,孔桦,陆颂芳,彭屹;聚醚型聚氨酯/纳米炭纤维共混体系的热行为和表面分析[J];高分子材料科学与工程;2001年02期
6 庄清平;纳米粒子链/聚合物基复合体的界面形态及力学行为[J];高分子材料科学与工程;2005年01期
7 张颖;侯文生;魏丽乔;刘少兵;许并社;;纳米SiO_2的表面改性及其在聚氨酯弹性体中的应用[J];功能材料;2006年08期
8 庄清平;纳米SiO_2粒子链对硅橡胶的补强机理[J];机械工程材料;2004年05期
9 林慧文 ,郭桂英 ,刘玉才 ,李焕生;浇注型聚氨酯弹性体的研究——组成结构对机械性能的影响[J];合肥工业大学学报(自然科学版);1986年04期
10 黄国波,童筱莉,邬润德;无机纳米粒子原位复合聚氨酯研究[J];化工新型材料;2003年01期
【共引文献】
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1 荆向东;车用聚氨酯整皮泡沫塑料RIM工艺[J];工程塑料应用;1996年01期
2 荆向东;聚氨酯弹性体汽车挡泥板[J];工程塑料应用;1996年02期
3 郭天军;塑料在重型汽车上的应用[J];工程塑料应用;1997年01期
4 于钦亮,李华;硬质聚氨酯灌封料的研制[J];工程塑料应用;2002年03期
5 陈宇宏;透明聚氨酯胶片的成型与应用研究[J];工程塑料应用;2002年03期
6 张元明,赵鹏飞;小型无人机用整体油箱的研制[J];工程塑料应用;2004年03期
7 方志薇,李效东;室温快速固化医用聚氨酯避孕栓的制备与性能研究[J];工程塑料应用;2004年06期
8 唐明茹,郑水蓉,张翠,孙曼灵;高速铁路用聚氨酯填充材料快速试验方法的研究[J];工程塑料应用;2005年03期
9 戴芳,柳洪超,孙安垣;2004年我国热塑性工程塑料进展[J];工程塑料应用;2005年04期
10 栾维涛,张振,赵志鸿,张锐,柳洪超;2004年我国热固性工程塑料进展[J];工程塑料应用;2005年05期
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1 张伟;;沥青基聚氨酯建筑防水涂料[A];全国防水技术经验交流会暨第四届防水技术专业委员会学术年会论文集[C];1997年
2 胡奉伟;葛铁军;;MCDEA对聚氨酯弹性体耐磨性的影响[A];创新沈阳文集(A)[C];2009年
3 赵盖;王廷梅;王齐华;;玻璃纤维增强聚氨酯复合材料的制备与摩擦学性能研究[A];2011年全国青年摩擦学与表面工程学术会议论文集[C];2011年
4 秦兆鲁;何兰岚;杨荣杰;李定华;;膨胀阻燃剂的表面改性及在阻燃聚丙烯中的应用研究[A];2012年中国阻燃学术年会论文集[C];2012年
5 宣孟阳;刘宵;于俊林;杜启云;;功能性聚酰胺纤维的研制[A];第六届功能性纺织品及纳米技术应用研讨会论文集[C];2006年
6 沈春林;周俊;李芳;苏立荣;;聚氨酯防水保温材料的设计与施工[A];中国重庆首届化学灌浆与防水堵漏裂缝控制技术研讨会文集[C];2006年
7 沈春林;李芳;苏立荣;杨炳元;;聚氨酯防水保温材料的设计与施工[A];中国防水堵漏保温技术高峰论坛论文集[C];2006年
8 沈春林;李芳;苏立荣;杨炳元;;聚氨酯防水保温材料的设计与施工[A];全国第九次防水材料技术交流大会论文集[C];2007年
9 耿芳;谭丽丽;龚明明;张炳春;杨柯;;金属基骨植入材料表面生物活性的研究进展[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集(5)[C];2007年
10 赵慧君;李悦;;有机-无机杂化材料的制备及应用研究进展[A];2008全国功能材料科技与产业高层论坛论文集[C];2008年
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1 高传慧;碱式硫酸镁晶须的合成及表面改性研究[D];中国海洋大学;2010年
2 陈晓东;高性能浇注型聚氨酯弹性体性能与结构形态相关关系的研究[D];华南理工大学;2010年
3 张志奋;浆膜动态性能研究及其在蒙脱土掺杂浆料改性效果评价中的应用[D];东华大学;2010年
4 高晓燕;聚氨酯/纳米无机复合材料的制备与性能研究[D];吉林大学;2011年
5 孙德文;聚氨酯纳米复合泡沫材料的制备及表征研究[D];兰州大学;2011年
6 王其磊;密封用磁性NBR/Fe_3O_4复合材料与NBR/SrO·6Fe_2O_3复合材料的摩擦磨损与磁学性能研究[D];兰州理工大学;2011年
7 周小三;硅类材料改性聚氨酯的制备及其性能研究[D];华东理工大学;2011年
8 何娟;建筑复合材料界面改性研究[D];华南理工大学;2011年
9 廖有为;单组份聚氨酯(脲)弹性体涂层研制及其表面保护性能研究[D];机械科学研究总院;2011年
10 鲍宇彬;炭黑自组装行为的研究及其在导电复合材料中的应用[D];华东理工大学;2012年
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1 查玮;复合树脂重塑薄弱残根的微渗漏及抗折性研究[D];南京医科大学;2009年
2 李玉华;酯溶性聚氨酯的合成及其在油墨中的应用研究[D];湖南工业大学;2010年
3 宁晓龙;聚氨酯弹性体的动态性能研究[D];华东理工大学;2011年
4 郭官安;微波辐射法合成联苯乙酸的工艺研究[D];武汉科技大学;2010年
5 高伟;表面改性羟基磷灰石晶须填料增强牙科复合树脂研究[D];昆明理工大学;2009年
6 方振华;耐热紫外光固化水性聚氨酯涂料的研究[D];石河子大学;2010年
7 林燕燕;多酸类有机—无机杂化材料的合成、表征及性能研究[D];福建师范大学;2010年
8 贯璟;建筑用聚氨酯胶粘剂的结构与性能的研究[D];浙江大学;2011年
9 黄文信;碳化硅粉体表面改性及浆料流变性研究[D];沈阳大学;2011年
10 张勇;纳米纤维素/聚氨酯复合防毡缩剂的制备及其应用技术研究[D];东华大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 秦桑路,赵斌,杨振国,胡柏,金忠(告羽);混杂增强聚氨酯复合硬质泡沫塑料的研制[J];工程塑料应用;2003年04期
2 张立群,王益庆,王一中,吴友平,张慧峰,贺建芸;填充补强剂在橡胶基质中分散状态的研究[J];北京化工大学学报(自然科学版);2000年02期
3 张志华,吴广明,沈军,付甜,杨帆,夏长生,王珏;革用聚氨酯/SiO_2纳米复合材料的制备与物性研究[J];材料科学与工程学报;2003年04期
4 许海燕,孔桦,杨子彬;聚氨酯/碳纳米纤维复合材料的结构和抗凝血性能[J];材料研究学报;2003年02期
5 计剑,孙永红,仝凤芹,邱永兴,封麟先;聚苯乙烯-g-(十八烷基聚氧乙烯)阻抗血小板粘附的研究[J];高等学校化学学报;1997年11期
6 杨昌正,盛以虞,S.L.Cooper;不同软段结构的双离子型聚氨酯离聚体[J];高分子学报;1987年01期
7 马继盛,漆宗能,张树范;聚氨酯弹性体/蒙脱土纳米复合材料的合成、结构与性能[J];高分子学报;2001年03期
8 马晓燕,鹿海军,梁国正,颜红侠,吕美丽;累托石粘土/热塑性聚氨酯弹性体纳米复合材料的研究[J];高分子学报;2003年01期
9 马晓燕,梁国正,鹿海军,朱光明;累托石粘土/热塑性聚氨酯弹性体纳米复合材料的热性能研究[J];高分子学报;2003年05期
10 宋晓艳,张玉清,张杰,李俊贤;聚氨酯弹性体/蒙脱土纳米复合材料的合成与性能[J];高分子学报;2004年05期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 庄清平;;纳米SiO_2粒子链增强增韧硅橡胶机理的探讨[A];纳米材料和技术应用进展——全国第三届纳米材料和技术应用会议论文集(下卷)[C];2003年
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1 ;拜耳材料科技在中国举办“复合材料”研讨会,重点介绍BaySystems~聚氨酯复合材料体系[J];中国塑料;2008年06期
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4 ;拜耳材料科技在上海举办“复合材料”研讨会,重点介绍BaySystems~聚氨酯复合材料体系[J];塑料制造;2008年06期
5 ;突破创新 设想未来——拜耳材料科技首次在中国举办“复合材料”研讨会[J];上海化工;2008年06期
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7 ;特瑞堡推出Z25聚氨酯复合材料[J];粘接;2011年04期
8 钱伯章;;拜耳PU复合材料实现轻质环保[J];合成纤维;2008年09期
9 李国忠,郑少华,陶珍东,于衍真,王建荣;聚氨酯复合材料磨机衬板及其在双筒振动磨中的应用[J];山东建材学院学报;1997年03期
10 涂闽;;拜耳材料科技展示高性能聚氨酯复合材料[J];上海化工;2010年10期
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1 赵盖;王廷梅;王齐华;;聚氨酯复合材料摩擦性能研究进展[A];甘肃省化学会二十六届年会暨第八届中学化学教学经验交流会论文集[C];2009年
2 赵盖;王廷梅;王齐华;;玻璃纤维增强聚氨酯复合材料的制备与摩擦学性能研究[A];2011年全国青年摩擦学与表面工程学术会议论文集[C];2011年
3 方少明;唐佳友;高丽君;周立明;杨俊雅;;不同聚醚二元醇对碳纳米管/聚氨酯复合材料性能的影响[A];中国化学会第十二届全国应用化学年会论文集[C];2011年
4 叶心亮;余瑞芳;李媛媛;罗颖;董先明;;羟基磷灰石/聚氨酯复合材料的制备与表征[A];2010年全国高分子材料科学与工程研讨会学术论文集(下册)[C];2010年
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1 靳磊;可控超分子自组装及超分子纤维原位增强聚合物的研究[D];华中科技大学;2013年
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1 代晓丽;纤维增强聚氨酯复合材料的制备和性能研究[D];武汉理工大学;2011年
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4 李新;天然纤维/水性封闭聚氨酯复合材料的制备与性能研究[D];陕西科技大学;2013年
5 吴爱宗;电热双敏型形状记忆聚氨酯复合材料的制备及其性能研究[D];新疆大学;2013年
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7 刘海峰;碳纳米管的化学修饰及聚氨酯复合材料的制备[D];北京化工大学;2006年
8 叶梅;聚氨酯弹性体复合材料的制备及结构性能研究[D];苏州大学;2006年
9 李海英;聚氨酯的制备及其功能性应用的研究[D];武汉纺织大学;2013年
10 曾宪仕;有机硅/聚氨酯复合材料的制备及性能研究[D];西南交通大学;2012年
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