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《华东理工大学》 2011年
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硅类材料改性聚氨酯的制备及其性能研究

周小三  
【摘要】:一方面传统聚氨酯(PU)材料存在耐热性、耐水性不好,表面性能差的缺点,因而限制了它在某些领域的应用,新型改性聚氨酯的开发变得非常重要。另一方面石油资源枯竭,而硅资源丰富为有机硅类材料提供了巨大的发展空间。目前世界硅单体产能巨大,因此硅类材料的深加工以及应用将有着巨大的发展空间,把硅类材料引入聚氨酯变得十分必要与紧迫,因此寻求新的引入方法以及研究引入后材料宏观性能与微观结构之间的关系意义重大。 (1)水性聚氨酯(WPU)合成工艺和配方对微观结构和宏观性能的影响及其机硅改性 a)水性聚氨酯合成工艺和配方对微观结构和宏观性能 在合成工艺方面研究了预聚体合成中二元醇滴加到异氰酸酯(A法)和异氰酸酯滴加到二元醇(B法)两种加料顺序对水性聚氨酯的微观结构和宏观性能的影响。并利用凝胶渗透色谱(GPC)、红外分峰技术及动态力学热分析对该工艺进行研究,分析的结果反映加料顺序影响亲水硬段在PU主链上分布的均匀性,A法产物的亲水硬段分布较为均匀,硬段聚集也较为有序。采用A法可以得到较稳定的乳液,其涂膜的断裂伸长率较高,吸水率较低。在不同硬段含量对WPU微观结构和宏观性能的影响研究中,本文利用了红外光谱(FTIR)、DSC、XRD研究不同硬段含量对WPU的氢键化与微相分离的影响,研究发现随着硬段含量的增大WPU的相分离程度增大。同时利用万能力学试验机对其宏观性能进行了研究。 b)有机硅改性水性聚氨酯 合成了一系列的有机硅改性WPU,并通过对C=O的分峰对其氢键化程度进行了研究。通过小角激光散射(SAXS、原子力学显微镜(AFM)对改性的WPU的相分离程度、硬段与软段间界面以及软硬段的大小进行了研究。通过万能力学试验机对其宏观性能进行了研究,借助X射线能谱(EDS)对改性的WPU的表面和本体的硅含量进行了测试结果发现有机硅向聚氨酯膜的表面迁移从而使得聚氨酯具有低表面张力。 (2)聚氨酯/二氧化硅/量子点的制备及其性能研究 本文首次利用两种完全不同的路线制备出两种水性聚氨酯/二氧化硅/量子点(WPU/ SiO2/CdTe; WPU/SiO2/CdSe)并且首次对复合材料的上转化性能进行了研究。a)通过一步法制备水相SiO2/CdTe,然后通过氨基硅烷偶联剂对SiO2/CdTe表面进行修饰得到Amine-SiO2/CdTe, Amine-SiO2/CdTe与聚氨酯预聚体链端的NCO基团进行反应制备出WPU/SiO2/CdTe。该方法易于商业化且十分环保。我们利用FT-IR, DSC,DMA.万能试验机对WPU/SiO2/CdTe进行表征,发现材料的力学性能以及耐热性得到了较大的提高。另一方面,WPU/二氧化硅/碲化镉复合材料在可见光范围和优越的上转换发光性能。量子点/聚合物复合材料的上转换性能目前还没有报道。这项工作可以为上转换材料提供一个新的方法。 b)本文利用Deng的方法合成了CdSe,避免了传统合成方法使用的价格昂贵且毒性极强磷系的原料,通过微乳液聚合,用正硅酸乙酯(TEOS)和3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)同时对CdSe进行包裹,简化了实验步骤降低了QDs表面配体的交换概率,通过荧光与动态光散射(DLS)分析发现,Amine-Si2/CdSe有着优异的存储稳定性。Amine-SiO2/CdSe与聚氨酯预聚体链端的NCO基团进行反应制备出WPU/SiO2/CdSee。我们利用FT-IR, DSC,DMA万能试验机对WPU/二氧化硅/硒化镉进行表征,发现材料的力学性能以及耐热性得到了更大的提高。 在WPU/二氧化硅/量子点纳米复合材料的多功能特性的基础上,可以预见,由于聚氨酯赋予了复合材料的加工性能,这些材料在功能性涂料树脂,光电器件,生物材料以及其它领域发挥越来越重要的作用。 (3)硅类纳米粒子改性聚氨酯的研究 笼型硅氧烷齐聚物(POSS)改性聚氨酯已成为研究热点,然而带有官能团的POSS价格昂贵制约了由其制备的材料的商业化,本文利用最为常见且廉价的硅醇苯基POSS与聚氨酯预聚体反应制备出PU/POSS杂化材料。并利用FT-IR, AFM, TGA, DMA研究了PU/POSS杂化材料的性能,结果发现POSS的加入降低了相分离,提高了PU耐热性和力学性能。 为了获取聚氨酯/二氧化硅(PU/SiO2)杂化材料,本文采用在聚氨酯主链中引入硅烷偶联剂,然后在碱性且潮湿的条件下加入正硅酸乙酯(TEOS)与硅烷偶联剂缩合形成二氧化硅从而制备出PU/SiO2杂化材料。通过(TGA, DMA以及万能拉力试验机和接触角详细研究了硅烷偶联剂以及TEOS的用量对PU/SiO2杂化材料性能的影响,结果表明生成的二氧化硅与聚氨酯形成了较强的化学作用,而不是简单的共混,同时随着生成的二氧化硅的增多杂化材料的热学性能和力学性能都有大幅的提高,并且膜的表面能也有明显的降低。
【学位授予单位】:华东理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TQ323.8

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【参考文献】
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1 蒋正武;;调湿材料的研究进展[J];材料导报;2006年10期
2 杜庆华;有机硅在染整加工中的应用探讨[J];产业用纺织品;2003年07期
3 王瑾;魏菊;张庆民;秦银针;;聚氨酯芳香微胶囊的制备及其在纺织品上的应用[J];大连工业大学学报;2009年02期
4 骆锋,阮建明,万千;纳米二氧化硅粉体的微乳液制备及表征[J];粉末冶金材料科学与工程;2004年02期
5 李德亮;徐翔民;张晟卯;吴志申;张治军;;盐酸法测定γ-氨丙基三乙氧基硅烷及其修饰的纳米二氧化硅表面氨基[J];分析科学学报;2007年03期
6 张兵波;宫晓群;林婷婷;何彦津;成靖;单顺阳;常津;;氨基化单分散量子点/二氧化硅核壳纳米粒子的制备及其细胞标记[J];高等学校化学学报;2009年02期
7 徐群华,孟卫,杨绪杰,陆路德,汪信;纳米二氧化钛增强增韧不饱和聚酯树脂的研究[J];高分子材料科学与工程;2001年02期
8 田丰;刘长军;高万玉;张彦军;;分子内杂化纳米结构体多面体低聚倍半硅氧烷研究进展[J];高分子材料科学与工程;2007年04期
9 朱育平;;小角X射线散射在高分子研究中的应用[J];高分子通报;1993年02期
10 卢婷利,梁国正,宫兆合,任鹏刚,张增平;含倍半硅氧烷的杂化聚合物[J];高分子通报;2004年01期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 陈兴明;纳米二氧化硅粉体材料的研制[D];四川大学;2003年
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1 眭建军;聚氨酯/纳米SiO_2杂化物的组装研究[D];南京工业大学;2004年
【共引文献】
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1 张武,郭虎子,林德宽;激光测定高聚物的双折射率[J];工程塑料应用;1986年04期
2 胡文阁,翟文;超厚膜聚氨酯涂料的研究与应用[J];工程塑料应用;1996年05期
3 王庭慰,陈逸范,郭勇;高频低损耗PS/TiO_2复合材料介电性能研究[J];工程塑料应用;1997年03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 张振,赵志鸿,李桂珍;2001年我国热固性工程塑料进展[J];工程塑料应用;2002年05期
6 宫兆合,梁国正,王旭东;高性能机载雷达罩材料的研究进展[J];工程塑料应用;2002年12期
7 张国辉,王增宝,王闯,王英姿;聚氨酯复合材料磨机衬板的研究与应用[J];工程塑料应用;2003年04期
8 高翔,毛立新,李宁,李俊;PET/纳米TiO_2复合材料流变性和力学性能的研究[J];工程塑料应用;2003年12期
9 杨宝林,阎逢元,李波;聚苯硫醚的摩擦学性能[J];工程塑料应用;2004年11期
10 蔡奎,周国发,钟序光,胡晨章,张效迅;气辅共挤成型界面不稳定的数值模拟研究[J];工程塑料应用;2005年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 孙振平;叶丹玫;傅乐峰;郑柏存;冯中军;谢慧东;;三种丙烯酸系乳液对水泥砂浆性能的影响[A];商品砂浆的科学与技术[C];2011年
2 田春蓉;;多面体低聚倍半硅氧烷改性聚氨酯弹性体的研究[A];中国工程物理研究院科技年报/2011年版[C];2011年
3 刘文娟;郭诗琪;王秀菊;王立国;;热致相分离法制备聚偏氟乙烯微孔膜的研究进展[A];2011中国环境科学学会学术年会论文集(第二卷)[C];2011年
4 廖云;王孟;陈大俊;;氨纶拉伸-回复过程的力学行为与热效应[A];上海市化学化工学会2011年度学术年会论文集[C];2011年
5 杨冬玲;凌爱莲;白金泉;;膜分离技术在有机/无机复合乳液制备中的应用[A];中国膜科学与技术报告会论文集[C];2003年
6 李国东;杜启云;王薇;任连娟;刁波;;PDMAEMA/PSF中空纤维复合纳滤膜的截留性能与预涂膜中聚电解质分子的构象[A];第二届中国膜科学与技术报告会论文集[C];2005年
7 胡晓宇;肖长发;安树林;;聚偏氟乙烯/聚氨酯共混膜结构与性能研究[A];膜分离技术在石油和化工行业中应用研讨会论文集[C];2006年
8 刘振;周津;李会军;;聚乙烯中空纤维膜的亲水改性研究[A];第三届中国膜科学与技术报告会论文集[C];2007年
9 张春芳;徐又一;朱宝库;;超高分子量聚乙烯在液体石蜡中的等温结晶动力学[A];第三届中国膜科学与技术报告会论文集[C];2007年
10 董学亮;孙希孟;刘小培;李中贤;徐丹;余学军;;高效反应性脱色絮凝剂的合成及应用[A];中国化工学会2011年年会暨第四届全国石油和化工行业节能节水减排技术论坛论文集[C];2011年
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1 姜恒;多尺度结构功能材料在水下声隐身中的应用基础研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
2 李蛟;PEDOT:PSS薄膜的掺杂改性及其在有机太阳能电池中的应用研究[D];中国海洋大学;2010年
3 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
4 李兵云;粉单竹SCMP漂白中木素结构变化及生物酶改善漂白性能的研究[D];华南理工大学;2010年
5 要旸;亲水性聚合物在基因载体、表面蛋白固定及蛋白结晶方面的应用[D];南开大学;2010年
6 王骁;纳米蒙脱土改性沥青及其混合料的流变特性研究[D];武汉理工大学;2010年
7 赵立英;环保型高强高韧端氨基聚醚—环氧树脂的研究[D];武汉理工大学;2010年
8 王炳涛;可降解PLA-PBT共聚酯的合成与改性[D];浙江大学;2010年
9 赵强;聚电解质络合物的可加工性及其功能材料的构建基础[D];浙江大学;2010年
10 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
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1 黄媛媛;竹基复合材料的制备、表征及性能研究[D];华中农业大学;2010年
2 莫紫梅;糯米淀粉分子结构及其物化性质的研究[D];华中农业大学;2010年
3 杨卫海;分子印迹聚合物、量子点及其复合微球的制备[D];华中农业大学;2010年
4 顾远;硬质聚氨酯泡沫阻尼材料的结构与性能研究[D];中国工程物理研究院;2010年
5 蒋颂波;航空用新型RTV-2有机硅胶黏剂的研制[D];南昌航空大学;2010年
6 田维亮;线切割废砂浆制备白炭黑及改性研究[D];山东科技大学;2010年
7 叶佳佳;多孔型苯丙胶乳膜的构建及其在织物整理中的应用[D];浙江理工大学;2009年
8 石琢;纤维/颗粒—树脂基层合复合材料的吸声性能研究[D];浙江理工大学;2010年
9 周耿;慢回弹聚氨酯隔声复合材料的制备及性能研究[D];浙江理工大学;2010年
10 赵存挺;介孔生物玻璃对银离子的装载、释放及抗菌性能研究[D];浙江理工大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 胡圣飞,彭少贤,应继儒,杜志云;高强度聚氯乙烯共混材料研制[J];工程塑料应用;2000年02期
2 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
3 张建安;吴明元;吴庆云;杨建军;;有机硅改性水性聚氨酯乳液的研究[J];安徽大学学报(自然科学版);2005年06期
4 黄遵巧;朱美娜;汝玲;陈广美;;水性聚氨酯固色剂的合成和性能研究[J];安徽化工;2007年05期
5 安利民,单桂晔,刘益春,孔祥贵;不同粒径的SiO_2纳米粒子与PVK分子复合体系的发光性质研究[J];微纳电子技术;2003年09期
6 李延科,武青,凌爱莲,桑鸿勋,刘春莉;水性聚氨酯乳液性能影响因素的研究[J];北京工业大学学报;2000年04期
7 徐桂英,张莉,李干佐;表面活性剂吸附对固/液分散体系稳定性的影响[J];日用化学工业;1997年03期
8 宋国君,舒文艺;聚合物基纳米复合材料[J];材料导报;1996年04期
9 江大志;李效东;;新一代高性能POSS-聚合物材料[J];材料导报;2001年05期
10 冉茂宇;日本对调湿材料的研究及应用[J];材料导报;2002年11期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 郭振华;尚德库;梁金生;王继忠;王广建;;海泡石纤维自调湿性能的研究[A];第五届中国功能材料及其应用学术会议论文集Ⅱ[C];2004年
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1 张继德;室温交联核/壳结构乳液的制备及其性能研究[D];浙江大学;2006年
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1 张锐;双官能化笼型倍半硅氧烷的合成研究[D];北京化工大学;2007年
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1 栾寿亭,王桂风;DSF-5改性聚氨酯整饰剂投入批量生产[J];皮革科学与工程;1995年01期
2 王文忠,张晨,陈剑华;有机硅改性聚氨酯的研究进展[J];有机硅材料;2001年05期
3 郁亮;李汾;;聚氨酯弹性体耐热性能的研究进展[J];特种橡胶制品;2008年06期
4 ;文献题录[J];化学推进剂与高分子材料;2007年05期
5 栾寿亭 ,贾宏春;DSF—5改性聚氨酯整饰剂投入批量生产[J];西部皮革;1994年04期
6 刘鸿志,甘文君,丁德润;有机硅改性聚氨酯乳液的研制[J];热固性树脂;2005年02期
7 ;聚氨酯文献题录(二十三)[J];化学推进剂与高分子材料;2006年06期
8 储相华;何卫东;魏晓安;;三元树脂改性聚氨酯网络性能的研究[J];化工时刊;2007年02期
9 周成,张兴元,戴家兵,张和平;硅氧烷改性水性聚氨酯的制备及性能[J];化学物理学报;2005年03期
10 刘其;高光泽耐高温硅丙树脂改性聚氨酯涂料[J];聚氨酯工业;2000年04期
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1 寿崇琦;尚盼;康杰分;宋南京;刘生元;;水泥路面用有机硅改性聚氨酯填缝胶的研究[A];首届山东材料大会论文集(建筑材料篇)[C];2007年
2 王晓鸣;徐强;;酚醛改性聚氨酯硬质泡沫的研究[A];2004年全国高分子材料科学与工程研讨会论文集[C];2004年
3 朱长城;张敬奎;;高性能石化设施外防腐涂层体系与应用[A];第二届石油石化工业用材研讨会论文集[C];2001年
4 韩金生;徐英杰;李发亮;杨丽;;《环保、节能技术的推广与应用》——改性聚氨酯泡沫低温熟化工艺技术的研制与应用[A];2002年黑龙江省机械工程学会年会论文集[C];2002年
5 吴耿云;程贤甦;杨相玺;;高沸醇木质素改性聚氨酯研究[A];中国化学会第九届全国应用化学年会论文集[C];2005年
6 谢维斌;陈国强;何瑾馨;;丙烯酸酯类改性聚氨酯在棉织物涂层上的应用[A];2006第三届全国染整清洁生产、节水节能、降耗新技术交流会论文集[C];2006年
7 孔桦;许海燕;蔺嫦燕;杨子彬;;纳米碳改性聚氨酯的血液相容性研究[A];新世纪 新机遇 新挑战——知识创新和高新技术产业发展(上册)[C];2001年
8 马仁杰;;有机硅改性密封剂研究进展[A];中国聚氨酯工业协会第十二次年会论文集[C];2004年
9 叶青萱;;杂化型水性聚氨酯技术进展[A];中国聚氨酯工业协会第十二次年会论文集[C];2004年
10 康广金;李云庆;于文志;王家喜;;UV光固化甲基丙烯酸酯改性聚氨酯低聚物的制备与性能[A];第九届中国辐射固化年会论文集[C];2008年
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1 记者 谢昭萍;改性聚氨酯合成革达国际先进水平[N];中国化工报;2002年
2 ;苏州制备出改性聚氨酯膜[N];今日信息报;2005年
3 记者 周建人 通讯员 李大伟;东海防腐又有新产品[N];中国建材报;2007年
4 林宣益;水性涂料用助剂发展概况[N];中国化工报;2005年
5 郭薇;生态黏合剂甲醛释放量为零[N];中国环境报;2007年
6 ;聚氨酯水分散体带给水性涂料新希望[N];中国化工报;2004年
7 李季;国内阻燃型硝基漆渐有市场[N];中国包装报;2006年
8 于新;我国涂料工业三大发展趋势[N];中国乡镇企业报;2000年
9 涂慧聪;涂料业三大发展趋势[N];经理日报;2004年
10 刘林;科大水性木器漆获“绿卡”[N];中国化工报;2003年
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1 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
2 周铭;聚氨酯水分散体的制备、表征及性能研究[D];郑州大学;2003年
3 陆跃;五元环碳酸酯用于制备及改性聚氨酯的研究[D];华东理工大学;2012年
4 卢剑;生物材料磷酸胆碱改性聚氨酯的制备与研究[D];天津大学;2012年
5 姜绪宝;聚硅氧烷—聚丙烯酸酯—聚氨酯三元复合乳液的制备与表征[D];山东大学;2011年
6 谭冲;改性聚氨酯填料生物膜系统脱氮特征及微生物学机制研究[D];哈尔滨工业大学;2013年
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1 丁伟良;POSS改性聚氨酯的合成及其性能的研究[D];合肥工业大学;2013年
2 彭磊;改性聚氨酯材料的制备及性能研究[D];武汉工程大学;2010年
3 陈海松;电站脱硫后新型烟囱防腐涂料的实验研究[D];华北电力大学;2011年
4 孟季茹;改性聚氨酯浇注胶的研究[D];西北工业大学;2001年
5 李冰;水性聚氨酯涂料的制备、改性及其性能研究[D];天津大学;2006年
6 贺海量;环氧树脂改性聚氨酯—丙烯酸酯乳液的合成研究[D];湖南大学;2007年
7 刘堃;胶原蛋白改性聚氨酯皮革涂饰剂的研制[D];郑州大学;2006年
8 张文涛;季铵盐修饰有机硅改性聚氨酯的制备与性能[D];浙江大学;2012年
9 胡秀智;POSS改性聚氨酯光固化涂料及其应用研究[D];武汉理工大学;2013年
10 张蕾;聚硅氧烷改性聚氨酯的合成研究[D];中北大学;2010年
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