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聚氨酯/纳米碳酸钙复合材料及性能的研究

杨红艳  
【摘要】:本文针对纳米材料的发展趋势并从经济方面考虑,利用价格便宜、材料易得的纳米CaCO_3作为增强粒子与聚氨酯基体复合,研究和开发力学性能优异且耐冲蚀磨损的聚氨酯/纳米CaCO_3复合材料。 本文用聚四氢呋喃醚二二醇、甲苯二异氰酸酯为原料,采用预聚法合成浇注型聚氨酯弹性体,并选用纳米碳酸钙对聚氨酯弹性体进一步增强,通过对纳米碳酸钙进行表面改性及采用超声波促进纳米粒子在基体中更好的分散,用芳香族甲烷二胺(MOCA)为扩链、交联剂,在室温硫化成型,制得聚氨酯/纳米CaCO_3复合材料。论文着重讨论了复合材料的合成工艺、力学性能、耐热性能以及抗冲蚀磨蚀性能,通过SEM分析了复合材料中纳米粒子的分散情况及复合材料的磨损表面的微观形貌及磨耗机理。 实验结果表明:聚氨酯/纳米CaCO_3复合材料的力学性能、抗冲蚀磨损性能及耐热性均比纯聚氨酯弹性体优异;在纳米碳酸钙含量3%时,复合材料的各项性能均达到最佳;另外,复合材料的合成温度、游离—NCO%含量、偶联剂的种类等因素对复合材料的性能均有不同程度的影响;SEM分析表明:纳米碳酸钙在基体中发生了团聚或附聚现象;聚氨酯复合材料的冲蚀磨损机制只要是塑性变形、微切屑、聚集体和附聚体的溃裂、亚表层剥落。


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