丙烯酸酯类聚氨酯/SiO2纳米复合材料制备及性能研究

用原位聚合法制备丙烯酸酯类聚氨酯/SiO2纳米复合材料,通过透射电子显微镜研究了纳米SiO2在基体中的分散情况,并对材料的力学性能和光学性能进行了研究。结果表明,纳米SiO2在基体中分散很好;当纳米SiO2的质量分数为1.5%时,复合材料的综合力学性能最佳,其拉伸强度、断裂伸长率和冲击强度分别为34.20MPa、56.15%和81.52kJ/m2,与纯丙烯酸酯类聚氨酯相比分别提高了52.75%、81.19%和149%;且该复合材料的透光率在80%以上。     

耐高温丙烯酸酯类聚氨酯材料的制备与性能研究

以不同物质的量之比的1,3-丁二醇和邻苯二甲酸酐(PA)合成了苯酐聚酯二元醇,然后用傅立叶变换红外光谱(FTIR)、核磁共振氢谱(1H–NMR)对自制的苯酐聚酯二元醇进行了表征,结果表明1,3-丁二醇和PA反应完全,两者合成的产物与预期结构相符。用自制的苯酐聚酯二元醇、甲基丙烯酸-β-羟乙酯、异佛尔酮-二异氰酸酯制备了耐高温丙烯酸酯类聚氨酯(PUR)材料。用热重(TG)、动态热机械分析(DMA)等方法对制备的丙烯酸酯类PUR材料热稳定性和耐热性能进行了研究。结果表明,制备的丙烯酸酯类PUR材料的热分解温度均在230℃以上,其储能模量、损耗模量、玻璃化转变温度(Tg)均比由聚丙二元醇400(PPG 400)制得的丙烯酸酯类PUR高;随着苯酐聚酯二元醇中PA含量的增加,合成的丙烯酸酯类PUR的Tg有所降低。当1,3-丁二醇与PA物质的量之比为2∶1时,制备的耐高温丙烯酸酯类PUR的Tg比由PPG 400制备的PUR高30℃以上。     

丙烯酸酯类聚氨酯/碳纳米管复合材料的制备和性能研究

以异佛尔酮-二异氰酸酯、聚乙二醇和甲基丙烯酸-β-羟乙酯合成的丙烯酸酯类聚氨酯预聚体为基体,添加改性碳纳米管,制备聚氨酯/碳纳米管复合材料。研究了碳纳米管的含量对复合材料的力学性能、热学性能和导电性能的影响。结果表明,当碳纳米管质量分数为0.4%时,复合材料的断裂伸长率提高了13%,冲击强度提高了20%,体积电阻率下降了5个数量级,而对热学性能基本没有影响。     

聚氨酯丙烯酸酯/蒙脱土纳米复合材料的制备与研究

采用烯丙基三苯基氯化磷对蒙脱土(MMT)进行有机化处理,并采用熔融插层法制备了聚氨酯丙烯酸酯(PUA)/MMT纳米复合材料,探讨了改性MMT用量对PUA/MMT纳米复合材料性能的影响。结果表明,改性MMT的加入可提高复合材料的耐热性与断裂伸长率,当改性MMT的质量分数为3%时复合材料的综合性能最佳,其起始分解温度和断裂伸长率分别达到了321.8℃和96.03%。     

环氧树脂/蛭石纳米复合材料的制备与表征

以环氧树脂为基体,二甲基苄胺为固化剂,经酸浸、加热和钠离子交换的结构修饰和有机改性的蛭石为增强剂,制备了环氧树脂/蛭石纳米复合材料.测试了环氧树脂/蛭石纳米复合材料的结构、形貌、力学和电学性能.结果表明:环氧树脂、二甲基苄胺和蛭石的混合顺序,二甲基苄胺和蛭石的用量影响蛭石的剥离,进而影响环氧树脂/蛭石纳米复合材料的性能.在蛭石加入量为环氧树脂质量的1%～5%范围内,3%时环氧树脂/蛭石纳米复合材料的抗拉强度、弹性模量和弯曲强度最大,表面电阻最低,体电阻最高.     

硅溶胶/有机硅改性丙烯酸酯聚氨酯复合材料的制备

以有机硅KH570为偶联剂,把硅溶胶引入到丙烯酸酯聚氨酯(PUA)中,采用原位分散聚合法制备了硅溶胶/有机硅改性丙烯酸酯聚氨酯(SPUA)复合材料,研究了KH570和硅溶胶的添加量以及硅溶胶与有机硅/丙烯酸酯聚氨酯的反应时间对SPUA复合材料平均粒径、附着力、硬度、耐水性和耐醇性的影响,获得了较佳的反应条件:KH5707.0%,硅溶胶5.5%,反应时间3h。通过红外光谱对较佳条件下制备的SPUA复合材料进行了表征,并与市售产品进行了综合性能对比研究。结果表明,SPUA复合材料出现了N─H弯曲振动吸收峰2046cm1,游离态N─H键的产生说明PUA的N─H键在有机硅的作用下产生电子偏移;硅溶胶的Si─O─H伸缩振动吸收峰从原来的3568cm1处移到了复合后的3442cm1处,且峰变宽,吸收强度变大,说明硅溶胶通过与有机硅作用接枝到PUA分子上。与市售产品比较,SPUA复合材料的硬度、附着力、耐水性和耐醇性等性能更好。     

聚氨酯丙烯酸酯/环氧丙烯酸酯分散体系的制备

用水性聚氨酯丙烯酸酯改性环氧丙烯酸酯,制备了聚氨酯丙烯酸酯/环氧丙烯酸酯分散体系。随着分散体中聚氨酯丙烯酸酯浓度的增加,体系稳定性增加,当其浓度达到30%时,可制得稳定的分散体系。这种分散体系可作为一种紫外光固化水性涂料,其涂膜的耐磨性、柔韧性都比环氧丙烯酸酯涂膜增强,而硬度变化不大。     

丙烯酸酯类聚氨酯/衣康酸铕光致发光材料的制备及性能

以衣康酸为配体,稀土铕离子(Eu~(3+))为中心离子,合成出衣康酸铕配合物,将此配合物与丙烯酸酯类聚氨酯大分子单体反应,制备出丙烯酸酯类聚氨酯/稀土铕光致发光材料(Eu-PUA)。通过傅里叶变换红外光谱、荧光光谱、热重分析和动态热力学分析表征了中间体衣康酸铕配合物以及所合成的Eu-PUA的结构和性能。结果表明,衣康酸铕配合物含有活性官能团双键(C=C),可与丙烯酸酯类聚氨酯大单体中的双键(C=C)反应,该配合物具有较好的荧光性能和热稳定性。衣康酸铕对Eu-PUA热稳定性能的影响很小,Eu-PUA在250℃之前几乎没有失重。随着衣康酸铕含量的增加,Eu-PUA材料的玻璃化转变温度有所提升,荧光强度先增加后减小,透明性逐渐变差。当衣康酸铕质量分数为2%时,材料的荧光强度最强。     

聚氨酯/有机膨润土纳米复合材料的制备及性能表征

采用溶液插层和单体插层两种方法制备聚氨酯(PUR)/有机膨润土纳米复合材料。结果表明,溶液插层法和单体插层法制备的PUR/有机膨润土纳米复合材料的拉伸强度比纯PUR分别提高了6.4%和41.7%,断裂伸长率分别提高了4.9%和95.7%。单体插层法制备的纳米复合材料的结构和性能优于溶液插层法。     

纳米SiO_2对丙烯酸酯聚氨酯涂膜性能的影响

采用直接共混或原位聚合方法制备了丙烯酸酯聚氨酯 /SiO2 纳米复合涂膜 ,并用几种检测手段对涂膜的力学性能、光学性能等进行了表征。实验表明 ,纳米SiO2 的加入能显著改善涂膜硬度、耐刮伤性、拉伸强度及耐候性等 ,而微米SiO2 或气相法SiO2 只能提高聚氨酯涂膜的耐磨性和硬度。     

剥离型(苯乙烯/马来酸酐)共聚物/蒙脱土纳米复合材料的制备

研究了制备剥离型(苯乙烯/马来酸酐)共聚物(SMAH)蒙/脱土(MMT)纳米复合材料的方法。研究表明,通过原位插层及熔融插层只能制备出插层型的SMAH/MMT纳米复合材料。为了制备剥离型的SMAH/MMT纳米复合材料,先将尼龙6(PA6)与MMT熔融插层制备出PA6/MMT纳米复合材料,再用抽提的方法将PA6/MMT复合材料中的部分PA6除去,得到含有少量PA6的剥离型MMT,然后将剥离型MMT与SMAH共混,从而制备出剥离型的SMAH/MMT纳米复合材料。该复合材料的粘度低于SMAH,且具有较好的加工性能。     

聚丙烯/蒙脱土纳米复合材料的制备和性能

采用熔融插层法在双螺杆挤出机中制备了聚丙烯(PP)/蒙脱土(MMT)纳米复合材料,纳米复合材料机械性能测试结果表明,当有机MMT质量分数为2%时,复合材料的弯曲强度明显优于PP。扫描电镜观测不到纳米复合材料中明显的有机-无机相畴,表明MMT片层分散均匀,分散尺度已基本达到纳米级。DSC(差示扫描量热仪)分析测试结果表明,MMT的加入提高了PP的结晶速率,并使结晶度增大。     

PUA/MMT复合材料的制备与研究

采用硝酸锌、烯丙基三苯基溴化磷(APB)为插层剂对蒙脱土(MMT)进行无机-有机复合改性,实现对MMT的改性.利用改性后的MMT制备了丙烯酸酯类聚氨酯(PUA)/MMT复合材料.研究了PUA/MMT复合材料的结构和性能.结果表明,改性MMT加入后,PUA/MMT复合材料的热稳定性和玻璃化转变温度得到提高,但拉伸强度随着改性MMT含量的增加先升高后降低.以金黄色葡萄球菌为研究对象对改性MMT和PUA/MMT复合材料进行抗菌定性测试,结果表明,PUA/MMT复合材料的抗菌性能不明显,但改性MMT具有较好的抗菌性能.     

甲基丙烯酸-丙烯醛共聚物/蒙脱土纳米复合材料的合成与性能

采用水溶性聚合单体甲基丙烯酸和丙烯醛在钠基蒙脱土层间直接原位插层聚合制备水溶性甲基丙烯酸-丙烯醛共聚物/蒙脱土纳米复合材料,并采用X射线衍射、透射电镜、红外光谱、热分析仪等对纳米复合材料的结构进行表征.结果表明:聚合物分子与黏土片层之间具有相互作用,甲基丙烯酸和丙烯醛在蒙脱土层问成功发生了聚合,所制备的纳米复合材料属于剥离型纳米复合材料.与未改性的聚合物基体相比,纳米复合材料的热分解温度提高了20多度.与纯铬粉鞣制的胶原相比,采用6%(质量分数,下同)纳米复合材料结合2%铬粉处理胶原可使胶原的各方面性能均得到较大改善,同时,废液中的铬含量减少了50%以上.     

ISOTHERMAL CRYSTALLIZATION AND SUBSEQUENT MELTING BEHAVIOR OF POLY(ETHYLENE TEREPHTHALATE)/SILICA NANOCOMPOSITES

The crystallization process of nanocomposites was investigated by differential scanning calorimetry (DSC) and analyzed by the Avrami method. It was found that the crystallization of pure poly(ethylene terephthalate) (PET) is fitted for thermal nucleation and three-dimensional spherical growth in the whole process, while the crystallization of PET/silica nanocomposites exhibits two stages: the first stage corresponds to athermal nucleation and three-dimensional spherical growth, and the second one corresponds to recrystallization caused by the earlier spherulite impingement. The crystallization rate increases markedly and the activation energies decrease greatly with adding silica nanoparticles. The subsequent melting behavior of the crystallized samples shows that the melting point (T_m) of nanocomposites is higher than that of pure PET, which might result from two reasons: (1) some hindrance to the PET chains caused by the nanoparticles at the beginning of the melting process; and (2) more perfect crystals being formed due to the higher crystallization temperature and lower activation energy of PET/silica nanocomposites.     

PA6/纳米CaCO3复合材料的制备和性能

在适宜的条件下将纳米CaCO3用硬脂酸通过超高速混合进行表面处理。采用熔融共混工艺制备了PA6/纳米CaCO3复合材料。结果表明，纳米CaCO3含量为1份左右时复合材料的拉伸强度达到最大值，比PA6高约11%，纳米CaCO3含量10份左右时复合材料缺口冲击强度达到最大值，比PA6高约40%；复合材料的拉伸弹性模量随纳米CaCO3含量增加而提高，在纳米CaCO3含量为10份时较PA6提高约20%，20份时提高约30%。     

Ni/石墨纳米复合材料的制备及微波吸收性能研究

利用氧化石墨层间可吸附大量离子的特性使Ni2＋吸附到氧化石墨层间,再通过H2还原制备了不同还原温度下的Ni/石墨纳米复合材料。采用SEM、XRD、磁滞回线及电磁参数测定等手段考察了Ni/石墨纳米复合材料的组成、晶体结构、磁学性能及微波吸收性能与还原温度的关系。结果表明：Ni/石墨纳米复合材料主要由分布在石墨层间或附着在石墨片层表面的纳米Ni颗粒构成,纳米Ni颗粒的粒径随还原温度的升高而增大。Ni/石墨纳米复合材料的密度在2.99～4.26g/cm3之间,磁滞回线的面积和剩磁都较小,是一种典型的轻质软磁性材料。随着试样厚度的增加,吸收频段向低频方向移动,匹配频率处的理论反射损耗量呈下降的趋势。当厚度为1.5mm时,300℃下还原的Ni/石墨纳米复合材料的微波吸波效果最好,反射损耗量达-17.5dB,反射损耗量低于-5dB的频段范围为8.5～14.5GHz,频宽达6GHz。     

PBT/OMMT纳米复合材料的制备及力学性能研究

选用γ-氨丙基三乙氧基硅烷为偶联剂,丙烯酸酯及缩水甘油酯双官能化乙烯类弹性体为增韧剂,采用熔融插层法制备了聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)/有机膨润土(OMMT)纳米复合材料,并研究了其力学性能.结果表明,加入少量OMMT可以提高PBT的力学性能,加入偶联剂可以提高OMMT与PBT的相容性,加入增韧剂不但可以提高PBT的力学性能,而且可以增加OMMT的添加量,从而降低成本.