聚氨酯／硅藻土泡沫复合材料的阻燃性能研究

以聚醚多元醇、聚酯多元醇、多异氰酸酯PAPI、阻燃剂TCPP和DMMP、硅藻土微粉等为原料,制备了硬质聚氨酯泡沫/硅藻土复合材料。研究了硅藻土和阻燃剂用量对复合材料性能的影响。结果表明,硅藻土用量增加,泡沫的密度和压缩强度增加,以低聚物多元醇总量100份、PAPI100份计,硅藻土用量30份,泡沫密度48 kg/m3,压缩强度192 kPa;阻燃剂TCPP和DMMP单用均可提升复合材料的热稳定性和阻燃性,但两种阻燃剂复配使用效果更好,当TCPP和DMMP按10份和30份复配时,得到的复合材料氧指数最高,达30. 5。     

超细煤粉填充聚氨酯泡沫材料的性能

以聚合MDI和聚醚多元醇为原料,优选发泡剂,加入改性超细煤粉作为填充剂,制备出硬质聚氨酯泡沫材料。通过测试煤粉填充聚氨酯泡沫材料的表观密度、回弹率、压缩强度和氧指数进行分析。结果表明,发泡剂H用量0.1 g时制备的聚氨酯泡沫压缩强度、回弹率较好;加入KH550和KH560改性的超细煤粉,随着煤粉用量增加,聚氨酯泡沫的压缩强度、氧指数得到明显改善。当KH560改性煤粉用量为15份时,聚氨酯性能最优,压缩强度达到0.40MPa,氧指数达到21%,回弹率为5.4%,密度为0.064 g/cm~3。     

粗甘油生物基聚氨酯材料的制备及吸附性能研究

以生物质基粗甘油为主要原料,采用一锅法合成粗甘油基多元醇,进一步发泡制备了聚氨酯泡沫材料。在此基础上,利用甲基三氯硅烷对泡沫材料进行疏水改性,制备出改性聚氨酯吸油材料。采用傅里叶红外光谱仪、扫描电镜和热重分析对改性前后泡沫的结构形貌、热稳定性和接触角进行表征,测试了改性聚氨酯吸油材料吸油性能。结果表明：经疏水改性后在泡沫表面合成了聚硅氧烷,水接触角由130°增大至140°,提高了吸油材料疏水性能。改性聚氨酯吸油材料对乙醇、甲醇、氯仿等8种有机物的吸附量范围为16.7～45.2 g/g。经循环使用50次后,吸油材料对柴油和大豆油的吸附量分别为最高吸附量的95.8%和97.6%,表现出优异的吸油性能。     

热塑性聚氨酯基导热纳米复合材料的制备及性能研究进展

简要介绍了本征型和填充型聚合物复合材料的导热机理,从氧化铝、碳纳米管和石墨烯三种导热填料方面,分别概述了这三种填料填充热塑性聚氨酯(TPU)基导热纳米复合材料的制备技术、导热性能及导热机理研究进展情况,论述了每种复合材料在不同填料改性、不同制备技术以及不同填料复合填充条件下带来的导热效率变化,最后对TPU基导热纳米复合材料研究趋势进行了展望。     

硬质聚氨酯/二氧化硅纳米粒子复合材料泡沫形貌和性能研究

利用2种不同粒径的球形二氧化硅（SiO2）纳米粒子作为填料,制备了硬质聚氨酯（PU-R）/SiO2纳米粒子复合材料泡沫。利用扫描电子显微镜考察复合材料的形貌,通过压缩试验、尺寸稳定性测试和热导率测试表征复合材料的力学性能、尺寸稳定性和热导率。结果表明,球形SiO2纳米粒子对复合材料的泡孔结构有明显的细化作用（孔径从纯PU-R泡沫的303 μm降低到170 μm）,可以有效提高复合材料的压缩性能（与纯PU-R泡沫相比,比强度和比模量分别提高了8.3 %和12.5 %）,降低了其线膨胀系数,并使热导率略微下降,而对尺寸稳定性无明显影响。与粒径为400 nm的SiO2纳米粒子相比,粒径为700 nm的SiO2纳米粒子较易均匀分散,对PU-R泡沫力学性能的改善效果更为明显。     

硅藻土填充聚氨酯硬泡的性能研究

用硅藻土粉体作为填料,采用全水发泡剂自由发泡制备了聚氨酯硬泡。通过热重分析（TGA）、扫描电子显微镜（SEM）、氧指数仪和万能实验机,研究了硅藻土对聚氨酯硬泡热稳定性、泡孔结构、极限氧指数（LOI）和力学性能的影响。结果表明,硅藻土使聚氨酯硬泡的孔径和密度增大,能提高聚氨酯硬泡的热稳定性、LOI、强度和模量。     

硅藻土填充聚丙烯复合材料结晶性能的研究

应用差热扫描量热分析仪,测量了3种粒径硅藻土填充聚丙烯(PP)复合材料的结晶性能,以考察填料含量和粒径对复合体系结晶性能的影响。结果表明:复合材料的结晶性能随着填料体积分数的增加而下降。当φf为10%时,复合体系的结晶度随着硅藻土粒径的增加而呈二次多项式函数形式变化。     

添加型粉煤气化飞灰聚氨酯泡沫制备及性能表征

为实现固体废弃物综合利用,提高建材性能。通过添加不同量的粉煤气化飞灰,采用全水发泡方式制备了聚氨酯泡沫(PUF)复合材料,研究了不同飞灰添加比例的聚氨酯泡沫的力学性能、防潮性能、内部泡孔结构、FTIR分析及热稳定性。结果表明,飞灰掺入聚氨酯泡沫中是完全可行的且在添加量在10.50%时显示出最优压缩强度;随着飞灰添加量的增加,其疏水性呈上升趋势;偶联剂改性可以使飞灰在PUF中的分散更加均匀,减少团聚现象,从而形成更稳定的无机有机复配材料;飞灰的掺入有效地提高了材料的热稳定性。     

层状硅酸盐改性的聚氨酯泡沫的制备及性能分析

在研究国内外现状的基础上,主要开展了探索聚氨酯泡沫制备最佳工艺配比及层状硅酸盐添加剂聚氨酯泡沫制备工艺并分析不同添加量对泡沫性能的影响两方面的实验研究。层状硅酸盐添加剂可改善聚氨酯的阻燃性,且随其添加量的增加聚氨酯的阻燃性能逐渐提高,但其压缩强度先上升后下降。加入层状硅酸盐是聚醚多元醇的2%时,聚氨酯复合材料的阻燃和力学的综合性能是最优的。     

粉煤灰细化与表面改性及其填充改性聚丙烯性能的研究

用燃煤电厂产生的废弃物粉煤灰作为填料,将粉煤灰进行物理球磨细化改性,再用硅烷偶联剂活化改性,然后与聚丙烯（PP）通过熔融共混制备成复合材料。结果表明,球磨后的粉煤灰制成的复合材料相比于纯PP弯曲强度提高了11.5 %,而且这种复合材料的拉伸强度和冲击强度相比于填充未球磨粉煤灰的材料分别提高了10.7 %和34.1 %,并且其熔体流动速率和热稳定性都有较大提升;经过硅烷偶联剂活化后的粉煤灰制成的复合材料,其力学性能,热稳定性也都得到改善;实验证明粉煤灰的填充对PP有很好的增强增韧效果,并且当改性之后的粉煤灰填充量为20 %（质量分数,下同）时,综合性能最佳。     

添加型粉煤气化飞灰聚氨酯泡沫制备及性能表征

为实现固体废弃物综合利用,提高建材性能。通过添加不同量的粉煤气化飞灰,采用全水发泡方式制备了聚氨酯泡沫(PUF)复合材料,研究了不同飞灰添加比例的聚氨酯泡沫的力学性能、防潮性能、内部泡孔结构、FTIR分析及热稳定性。结果表明,飞灰掺入聚氨酯泡沫中是完全可行的且在添加量在10.50%时显示出最优压缩强度;随着飞灰添加量的增加,其疏水性呈上升趋势;偶联剂改性可以使飞灰在PUF中的分散更加均匀,减少团聚现象,从而形成更稳定的无机有机复配材料;飞灰的掺入有效地提高了材料的热稳定性。     

阻燃型聚氨酯泡沫的制备及性能研究

以二乙醇胺(DA)、甲醛和亚磷酸二乙酯(DP)为原料合成了一种新型阻燃二元醇(BHAPE),其与聚醚多元醇(4110)复配制备了阻燃型组合聚醚多元醇,用于制备阻燃型聚氨酯泡沫(FRPUF)。采用极限氧指数(LOI)、热重分析仪(TGA)、锥形量热仪(CCT)和万能试验机等对阻燃聚氨酯泡沫材的料性能进行了研究。结果表明,加入BHAPE可提高聚氨酯泡沫的阻燃性和热稳定性。BHAPE的质量为组合多元醇质量的40%时,聚氨酯泡沫材料的极限氧指数达23.1%,压缩强度为0.225 MPa。     

填充型尼龙6导热绝缘复合材料的性能及制备

分别采用Al2O3、AlN、BN和SiC这4种填料填充尼龙6(PA6),利用双螺杆挤出机制备出PA6基导热绝缘复合材料。研究填料种类及含量对复合材料导热性能、电绝缘性能、力学性能及热变形温度的影响。结果表明:分别选用Al2O3、AlN、BN和SiC这4种填料制备的复合材料,填料含量相同时,导热性能无显著差异;填料含量较高时,AlN使复合材料的拉伸强度明显提高;BN能够显著提高复合材料的热变形温度。     

粉煤灰/PVC复合材料流变性与力学性能调控规律

研究了粉煤灰/PVC复合材料流变性与力学性能调控规律,考察了增塑剂和粉煤灰对体系流变性和剪切黏度影响,以及增塑剂量与复合材料力学性能的关系,确定了制备粉煤灰/PVC复合材料的最佳工艺。结果表明,粉煤灰/PVC共混体系流变性与粉煤灰和增塑剂的添加量密切相关,加入增塑剂可有效降低PVC剪切黏度,有利于制备高填充量的粉煤灰/PVC复合材料。在增塑剂添加量为30%(质量分数)、注塑温度为190℃条件下混炼12 min,制备得到粉煤灰填充量为75%的复合材料,其拉伸强度为7.2 MPa,弯曲强度为28.3 MPa。     

无机氧化物填料对硅橡胶泡沫材料力学和阻燃性能的影响

以氧化铜、二氧化钛和高岭土作为无机增强填料,分别与羟基、乙烯基和含氢硅油进行复合,在室温和铂催化下,通过硅氢加成和硅氢缩合脱氢反应制备了一系列硅橡胶泡沫复合材料,探讨了不同无机填料对硅橡胶泡沫材料微观形貌、力学和阻燃性能的影响,以及泡孔结构与力学和阻燃性能的关系。结果表明,高岭土能够更好地分散于硅橡胶泡沫材料中,还能明显增强材料的力学和阻燃性能,热释放量和产烟量显著下降。与空白硅橡胶泡沫材料相比,含高岭土硅橡胶泡沫材料的拉伸强度、扯断伸长率、压缩强度、极限氧指数及UL-94等级分别提升至106.1 kPa、42.3%、35.2 kPa、32.7%和V-0级,总热释放量和总产烟量分别下降了51.1%和84.2%。     

淀粉填充硬质聚氨酯泡沫塑料的制备及生物降解性

利用模塑成型方法,在聚氨酯泡沫塑料中引入天然高分子淀粉,制备不同淀粉填充量的外观和力学性能良好的聚氨酯泡沫塑料,最大填充量达23.3%,并研究填料用量对聚氨酯泡沫塑料力学性能的影响.研究表明:填料的加入使泡沫压缩性能有一定提高,而冲击性能大幅度下降;土壤掩埋实验表明:填料含量越大,降解时间越长,样品的降解性越好,最大填充量试样降解120 d后失重率可达16.09%.     

聚氯乙烯/粉煤灰复合材料加工特性及性能研究

研究了粉煤灰粒径以及粉煤灰填充量对聚氯乙烯(PVC)/粉煤灰复合材料物料流动特性和力学性能的影响。结果表明,填充粒径为18μm粉煤灰的PVC/粉煤灰复合材料的流变性优于填充粒径为48μm粉煤灰的PVC/粉煤灰复合材料,利用粒径18μm的粉煤灰制备的PVC/粉煤灰硬质板材的弯曲强度、弯曲弹性模量和冲击强度分别比粒径48μm的提高13%,11.2%和36.2%,利用粒径18μm的粉煤灰制备的PVC/粉煤灰发泡板材的弯曲强度、弯曲弹性模量和冲击强度分别比后者提高27.2%,36.3%和50.3%。此外,粉煤灰质量分数为30%时PVC/粉煤灰复合材料的流动性较好,易加工成型。     

粉煤灰填充母料对HDPE复合材料性能的影响

采用同向双螺杆挤出机制备了改性粉煤灰填充母料,研究了粉煤灰用量、载体树脂种类和分散剂用量对填充母料熔体流动性能的影响,并探讨了填充母料对高密度聚乙烯(HDPE)复合材料性能的影响。同时,通过差示扫描量热分析(DSC)和热重分析(TG)考察了粉煤灰母料及其填充HPDE复合材料的热性能。结果表明:高熔体流动速率(MFR)的载体树脂有利于粉煤灰母料流动性的提高;随着粉煤灰用量的增加,母料的MFR逐渐减小;随着PE蜡用量的增加,母料的MFR逐渐增大,而当PE蜡用量超过6%后,母料的MFR不再发生明显变化;随粉煤灰母料(粉煤灰含量75%)填充量的增加,HDPE复合材料的拉伸强度和弯曲强度先增大后减小,而断裂伸长率则呈不断下降趋势;少量粉煤灰母料的加入能提高HDPE复合材料的冲击强度,而当粉煤灰母料填充量超过5%后,复合材料的冲击性能下降;填充母料的加入对HDPE结晶熔融行为的影响不大,但使材料的热稳定性有所提高。     

可瓷化PDMS改性聚氨酯泡沫复合材料的制备及其性能研究

硬质聚氨酯泡沫塑料具有低密度、低导热系数和优良的隔热保温性能,但耐热性较差,需提高其耐热性以满足应用要求。本文使用羟基硅油(PDMS)对聚氨酯进行改性,并添加低熔点玻璃粉、滑石粉和高岭土等填料,采用模压成型工艺制备可瓷化PDMS改性聚氨酯泡沫复合材料,研究了高岭土对可瓷化PDMS改性聚氨酯泡沫复合材料压缩强度、导热系数和耐热性能等的影响。结果表明:随着高岭土含量的增加,材料的密度增大,导热系数变大,压缩强度提高;SEM结果显示,800℃处理后材料表面生成一层陶瓷化连续相结构;XRD分析表明新生成的陶瓷相为α-石英和斜方锰顽辉石。因此,无机填料的添加有效地提高了硬质聚氨酯泡沫塑料的耐热性。     

废旧聚氨酯硬质泡沫塑料的降解回收及再利用

采用双组分醇解剂乙二醇（EG）和丙二醇（PG）对废旧聚氨酯（PU）硬质泡沫塑料进行降解,获得了降解产物低聚物多元醇,并将其与木质素为原料制备出再生聚氨酯（r?PU）硬质泡沫塑料复合材料。利用导热系数测定仪、扫描电子显微镜、热重分析仪、傅里叶变换红外光谱仪等对废旧PU的降解效果和r?PU硬质泡沫复合材料的压缩强度、吸水率、导热系数、微观形貌及热稳定性等进行了分析和表征。结果表明,双组分醇解剂EG和PG质量比（m_EG：m_PG）为2：3时,废旧PU的降解效果最佳;当木质素添加量为6 %（质量分数,下同）时制备r?PU硬质泡沫复合材料的泡沫孔壁较厚且比较均匀,骨架几何构型完整,其压缩强度为185.3 kPa、导热系数为0.021 5 W/（m·K）,均能够达到国家标准要求。