收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

大豆油基聚氨酯的改性及其纳米复合材料的制备与表征

王成双  
【摘要】:随着环境保护和石油资源枯竭两大难题越来越被重视,研究以可再生资源为原料制备环境友好的聚合物越来越成为关注的焦点。本文采用具有生物可降解和生物相容性的大豆油基多元醇作为聚氨酯(PU)的软段,并在PU基体中引入了丙烯酸酯、羟基官能化的碳纳米管(CNT)以及表面改性的凹凸棒土(ATT),制备了聚氨酯丙烯酸酯、PU/CNT和PU/ATT纳米复合材料,研究了结构与性能的关系,对拓展PU应用领域有重要的理论和实用意义。另外,本文还尝试使用辐射接枝法来对氧化石墨和石墨烯有机化改性,以提高其在聚合物中的分散性。 1.采用甲醇、乙二醇和1,2-丙二醇为开环试剂,环氧大豆油开环得到三种多元醇,先和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)预聚得到PU预聚体,再和丙烯酸羟乙酯(HEA)经过热聚合制备聚氨酯丙烯酸酯(PUA)树脂。引入丙烯酸酯后,可以显著提高聚氨酯的交联密度、玻璃化转变温度、阻尼性能、热稳定性和拉伸强度,且随着多元醇的羟基值的增大而增大。值得注意的是样品PUA248的拉伸强度高达40MPa以及杨氏模量为724MPa,可以作为硬塑料使用。该大豆油基聚氨酯丙烯酸酯树脂可以作为绿色、价廉以及可生物降解材料用于绝缘材料领域。 2.采用三种不同直径的羟基官能化CNT增强大豆油基PU,目的在于研究其结构与PU性能的关系。结果表明,直径较大的CNT相比直径较小的CNT而言,分散性要好一些,直径较小的CNT容易形成不可逆的团聚。对于制备优异性能的CNT基纳米复合材料,共价官能化处理是一种最为有效的方法,用来提高负载转移效率,然而我们的实验结果表明, CNT的分散性是更为重要的影响因素。PU/CNT纳米复合材料的拉伸强度和杨氏模量随着CNT直径的增大不断提高。相比纯PU而言,随着CNT的直径不断增大,热电导率分别提高了77%、63%和80%。PU/CNT纳米复合材料的玻璃化转变温度同样也随着CNT的直径增大而增大,另外,加入少量的CNT(1wt%)到PU基体中,可以明显地提高其热稳定性。 3.通过酸活化或硅烷偶联剂(KH560和KH570)的表面改性得到了三种改性凹凸棒土,表面处理不影响ATT的晶体结构,经过硅烷偶联剂改性后,硅烷偶联剂包裹在ATT表面。采用不同的凹凸棒土(ATT、acid-ATT、KH560-ATT和KH570-ATT)增强大豆油基PU。结果表明,PU纳米复合材料的储存模量、玻璃化转变温度、拉伸强度和杨氏模量随着ATT的含量增加而不断提高。其中acid-ATT具有最好的增强效应,当填充12wt%的acid-ATT时,PU纳米复合材料的Tg提高了16.8℃,拉伸强度提高了443%,杨氏模量提高了8倍。另外,KH560-ATT和KH570-ATT的加入可以显著提高PU的热稳定性,PU纳米复合材料的热稳定性随着KH560-ATT或KH57O-ATT含量增加而不断提高。 4.通过γ-射线辐照聚合法,聚丙烯酸、聚丙烯酰胺和聚苯乙烯成功接枝到氧化石墨(GO)表面,得到复合物GO-g-PAA、GO-g-PAM和GO-g-PS。复合物GO-g-PAA和GO-g-PAM,热电导率分别为0.44和0.75W/m·K。另外,通过溶剂热法还原GO-g-PS得到聚苯乙烯/石墨烯复合物(G-g-PS),复合物中聚苯乙烯的接枝量高达81.3%,复合物具有优异的热稳定性,起始降解温度可以达到381.5℃。该复合物可以作为纳米填料,制备高性能聚合物纳米复合材料。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 杨建国,牛文新,李建设,吴承佩,丁延伟;聚苯乙烯/氧化石墨纳米复合材料的制备与性能[J];高分子材料科学与工程;2005年05期
2 王斌;马祥梅;;聚苯乙烯/氧化石墨纳米复合材料的制备[J];安徽化工;2006年06期
3 黄萍珍;莫羡忠;甘春芳;;PMB/GO纳米复合材料的制备及阻燃性能[J];高分子材料科学与工程;2009年12期
4 周俊文;马文石;;石墨烯及其纳米复合材料的研究[J];化工新型材料;2010年03期
5 郑瑞刚;林起浪;郭单余;田鹏辉;;BMI树脂/氧化石墨纳米复合材料的制备及表征[J];高分子材料科学与工程;2011年05期
6 韩永芹;丁兵;张校刚;;氧化石墨/聚吡咯复合材料的制备及其电化学性质[J];科学通报;2011年23期
7 胡源,张蕤,徐加艳,宋磊,范维澄;聚丙烯酰胺/氧化石墨纳米复合材料的研究[J];材料科学与工艺;2003年04期
8 赵茜;邱东方;王晓燕;刘天西;;壳聚糖/氧化石墨烯纳米复合材料的形态和力学性能研究[J];化学学报;2011年10期
9 张紫萍;刘秀军;李同起;胡子君;;掺杂型石墨烯基纳米复合材料的研究进展[J];化工进展;2011年04期
10 傅玲;刘洪波;吴旭梅;邹艳红;吴婧;沈国励;李波;;添加剂对聚吡咯/氧化石墨纳米复合材料结构和性能的影响[J];高分子材料科学与工程;2006年03期
11 曾清华,王栋知,王淀佐;聚合物-粘土矿物纳米复合材料[J];化工进展;1998年02期
12 朱军,李毕忠;聚合物/无机纳米复合材料研究进展[J];化工新型材料;2000年10期
13 吴增刚,周持兴,程宝家;原位悬浮聚合制备酸性酚醛树脂/蒙脱土纳米复合材料(英文)[J];合成橡胶工业;2001年04期
14 张恒;张力;;纳米复合材料实用化技术前景[J];材料导报;2001年08期
15 钟厉,韩西;纳米复合材料的研究应用[J];重庆交通学院学报;2003年03期
16 张强,张立武,余大兵,杨延涛;纳米技术在复合材料中的应用及其进展[J];纤维复合材料;2003年04期
17 魏风艳,巩强,严生;聚合物—粘土纳米复合材料[J];材料导报;2003年S1期
18 王平华,徐国永,宋功品;聚丙烯/蒙脱土纳米复合材料的制备及结构[J];高分子材料科学与工程;2004年04期
19 刘治国,欧育湘,吴俊浩;MPP/PER/APP系统阻燃的PA6/OMMT纳米复合材料的燃烧特性[J];功能高分子学报;2004年04期
20 ;专利介绍[J];橡胶科技市场;2004年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张文龙;吴月;王暄;赵洪;吉超;;制备MgO/LDPE纳米复合材料共混方式与性能的研究[A];第十三届全国工程电介质学术会议论文集[C];2011年
2 力尚昆;薛彦鹏;卢晓峰;;PPy/GO纳米复合材料的制备及其吸附性质的研究[A];中国化学会第28届学术年会第4分会场摘要集[C];2012年
3 都佩华;林鹏飞;张运湘;陈韶辉;朱肖楠;宋义虎;郑强;;相形貌对聚氯乙烯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯/碳酸钙纳米复合材料形变机理的影响[A];中国流变学研究进展(2010)[C];2010年
4 张文龙;杜阳;王暄;杨佳明;赵洪;穆娟;;溶-熔共混法制备LDPE/SiO_x纳米复合材料的电性能研究[A];第十三届全国工程电介质学术会议论文集[C];2011年
5 古菊;周扬波;杜杨;贾德民;罗远芳;;NR/改性CaCO_3纳米复合材料的形态与力学性能[A];第二届全国橡胶制品技术研讨会论文集[C];2003年
6 倪士民;李青山;吴洪江;马玉坤;;P(AN-VAc)/Clay纳米复合材料的微型化学制备研究[A];微型化学实验专辑论文集[C];2004年
7 沈辰飞;马路遥;郑明波;赵斌;邱旦峰;潘力佳;曹洁明;施毅;;SnS_2/石墨烯纳米复合材料的合成以及在锂离子电池中的应用研究[A];中国化学会第28届学术年会第10分会场摘要集[C];2012年
8 毋伟;张魁;沈淑玲;成翠兰;王志琰;王冕;陈建峰;;以Pickering乳液为基础纳米复合材料的合成[A];中国颗粒学会第七届学术年会暨海峡两岸颗粒技术研讨会论文集[C];2010年
9 秦亚伟;王宁;董金勇;;适用于工业化的聚烯烃纳米复合材料的原位制备方法[A];2011年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2011年
10 蔡长君;季辰辰;鲁振江;包淑娟;;一步电化学合成铂-石墨烯纳米复合材料对葡萄糖的无酶催化[A];中国化学会第28届学术年会第9分会场摘要集[C];2012年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李鑫;层状镁铝氢氧化物的设计合成与阻燃性研究[D];大连理工大学;2010年
2 赵明;双螺杆反应挤出纺丝级PA6/蒙脱土纳米复合材料的研究[D];东华大学;2005年
3 刘梅;金属(金属氧化物)/氧化铝纳米复合材料的制备、结构及性能研究[D];吉林大学;2006年
4 倪勇;含苯基多面齐聚倍半硅氧烷的高分子的结构与性能研究[D];上海交通大学;2007年
5 董正平;喹啉修饰SBA-15介孔分子筛纳米复合材料的制备及其作为荧光纳米探针的性能研究[D];兰州大学;2011年
6 徐平;导电聚合物及其纳米复合材料的制备和性能研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
7 左胜武;聚乙烯基石墨纳米复合材料的制备、结构和导电行为及机理研究[D];四川大学;2004年
8 孔庆红;聚合物/铁蒙脱土纳米复合材料的制备及阻燃机理研究[D];中国科学技术大学;2006年
9 邱龙臻;聚合物基层状双氢氧化物和氢氧化镁纳米复合材料的研究[D];中国科学技术大学;2006年
10 丁鹏;聚烯烃/层状双氢氧化物纳米复合材料的制备及性能研究[D];中国科学技术大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张燕玲;碳纳米材料及其磁功能化组装的研究[D];东华大学;2011年
2 戴绍明;聚合物乳液/MMT共混物涂层:结构的形成与涂层性能[D];浙江大学;2005年
3 向丽;线性低密度聚乙烯无卤阻燃体系及其协效作用的研究[D];华南理工大学;2010年
4 王慧;ZnO/Ag纳米复合材料的金属、非金属掺杂及其光催化性能研究[D];青岛科技大学;2010年
5 王璞玉;基于纳米复合材料的低能耗热流控制模块研究[D];浙江大学;2011年
6 李涛海;钛酸盐系列层状纳米光催化复合材料的合成及性质[D];华侨大学;2004年
7 李永波;铁氧体/聚吡咯和镍/硫化锌磁性复合材料的制备与表征[D];中南大学;2010年
8 李伟;壳聚糖基纳米复合材料的制备及性能研究[D];青岛科技大学;2010年
9 何浩礼;聚酰胺6及聚酰胺6/SiO_2纳米复合材料流变力学性能研究[D];湘潭大学;2010年
10 臧杨;聚苯胺—铁氰化镍纳米复合材料的可控制备与电化学性能[D];太原理工大学;2010年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 毕文;纳米复合材料产业化需长期培养[N];中国建材报;2011年
2 本报记者 王海霞;纳米复合材料将广泛应用到新能源领域[N];中国能源报;2009年
3 刘霞;高效存储氢的纳米复合材料研制成功[N];科技日报;2011年
4 刘霞;石墨烯纳米复合材料可提升电池性能[N];科技日报;2011年
5 蔡忠仁;纳米复合材料净化空气效果好[N];中国化工报;2010年
6 宋玉春;纳米复合材料能否风行?[N];中国石化报;2005年
7 李闻芝;纳米复合材料产业化研讨会将开[N];中国化工报;2004年
8 王林;备受关注的纳米复合材料[N];中国有色金属报;2003年
9 李伟;汽车用上纳米复合材料部件[N];中国化工报;2004年
10 华成;华人学者首次合成超磁性能纳米复合材料[N];中国有色金属报;2002年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978