聚氨酯（PU）-蒙脫土（MMT）納米復合新技術及性能研究.pdf

1、本課題研究了聚氨酯/蒙脫土(PU/MMT)納米復合的新工藝以及復合材料的結構和性能。主要工作由兩部分組成： 第一部分，輔助超聲波等手段，采用陽離子聚氨酯聚電解質(zhì)，替代傳統(tǒng)有機季銨鹽小分子，直接與鈉基蒙脫土進行陽離子交換，制備出穩(wěn)定的水基PU/MMT納米復合乳液。用傅立葉變換紅外技術(FTIR)、差熱分析(DSC)、熱重分析(TGA)、廣角X-射線衍射(WXRD)和透射電鏡(TEM)表征分析了大分子陽離子聚氨酯聚電解質(zhì)對蒙脫土(M

2、MT)的插層行為、聚氨酯/層狀硅酸鹽的復合結構、剝離程度對聚氨酯復合材料的性能的影響。 FTIR的結果表明：由于蒙脫土粒子表面上的結構羥基和聚氨酯聚合物上的N-H官能團間的氫鍵作用，使得Si-O鍵的伸縮振動吸收由1037cm-1下移到1015cm-1，而連接Si原子上的羥基的彎曲振動由915cm-1上移至918cm-1。因此納米MMT粒子和聚氨酯分子間存在較強的物理與化學作用。透射電鏡(TEM)表明復合體系內(nèi)產(chǎn)生大量分散的層狀結

3、構。廣角X-射線衍射(WXRD)的結果顯示蒙脫土的尖銳衍射峰向小角方向移動并基本消失，暗示蒙脫土硅酸鹽和聚氨酯分子間的復合結構以剝離型為主。差熱分析(DSC)的結果顯示MMT的插層作用導致PU復合材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度較純PU的高，具有較高的熱穩(wěn)定性；熱重分析(TGA)的結果顯示，納米層狀硅酸鹽與聚氨酯的相互作用使聚氨酯熱分解溫度呈現(xiàn)大幅度地提高。上述數(shù)據(jù)表明，水基復合樹脂中陽離子聚氨酯對層狀硅酸鹽粒子具有較好地插層行為。 第二部