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聚氨酯纳米二氧化钛复合材料及性能研究

王红研  
【摘要】:本文针对聚氨酯弹性体及纳米材料研究发展趋势,利用聚氨酯弹性体和无机粒子——纳米TiO_2的优异综合性能,研究了TiO_2/聚氨酯纳米复合材料。 本文以纳米TiO_2粉末为填料,用聚四氢呋喃醚二醇、甲苯二异氰酸酯在一定温度下合成了端异氰酸酯预聚体,并用芳香族甲烷二胺(MOCA)为扩链、交联剂在室温硫化成型,制得聚氨酯纳米复合材料。着重讨论了复合材料的力学性能,耐热性能以及冲蚀磨蚀性能,通过SEM分析了纳米粒子在复合材料中分散情况、复合材料磨损表面微观形貌及磨损机理。 实验结果表明:纳米TiO_2的填加可明显提高聚氨酯基体的力学性能,对其耐热性能也有一定地改善,且随着填量的增加,聚氨酯纳米TiO_2复合材料的力学性能曲线及维卡软化点(表征耐热性能)曲线先增后降,存在一最佳填加量。 纳米TiO_2颗粒并没有均匀分散于基体中,而是发生团聚或者附聚现象,且随着填量增加团聚现象越严重;与纯聚氨酯相比,聚氨酯纳米TiO_2复合材料的抗冲蚀磨损性较差;聚氨酯纳米TiO_2复合材料冲蚀磨损的主要机理为犁耕、微切削、冲击塑性变形和聚集体或附聚体的碎裂、剥落现象。


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