炭黑/水性聚氨酯复合材料的制备与气敏性能研究

在环境友好的水性聚氨酯（WPU）基体乳化前加入导电填料炭黑（CB）,制备了CB／WPU气敏复合材料,并研究了其气敏响应和吸收行为。研究表明,CB／WPU复合材料对有机溶剂蒸气的吸收量与气敏响应度之间没有定量关系,气敏响应时间要比吸收平衡时间小得多,当吸收尚未达到平衡时,复合材料的电阻早已达到最大值。气敏响应度的大小与有机溶剂的溶度参数尤其极性分量有关,基体和溶剂的总溶度参数相差越小,气敏响应度越大。     

MWNTs/PUR复合材料的制备与气敏响应性研究

将端羧基丁二烯丙烯腈橡胶(CTBN)改性为多端羟基橡胶(f-CTBN)后,掺杂功能化多壁碳纳米管(MWNTs),与4,4′-二环己基甲烷二异氰酸酯(H12MDI)反应得到预聚物,再加入聚乙二醇(PEG6000)共聚合,得到一系列聚氨酯复合材料MWNTs/PUR;采用扫描电镜(SEM)、热失重(TG)等手段进行表征;考察了MWNTs含量、固化温度等因素对聚氨酯复合材料气敏响应能力的影响。结果表明,掺杂纳米管不仅提高了聚氨酯复合材料的力学和热学性能,更增强了其对有机溶剂饱和蒸汽的气敏响应能力;当固化温度为80℃时,聚氨酯复合材料的气敏响应能力最强。     

高分子基气敏导电复合材料

综述了高分子基气敏导电复合材料的制备方法，导电机理和近年来的研究状况。     

碳纳米管填充PUR-T基纳米复合材料气敏响应性能

以热塑性聚氨酯(PUR-T)为基体,以不同尺寸的多壁碳纳米管(MWCNTs1#及MWCNTs2#)为功能性填料,分别采用熔融共混和溶液共混法制备了不同填料含量的PUR-T基导电气敏纳米复合材料,并对纳米复合材料的力学性能、微观结构及其对挥发性有机物蒸汽(苯,四氯化碳、甲醛、乙醚)的气敏响应性能进行了系统研究。结果表明,采用溶液法制备的PUR-T/MWCNTs 2^#纳米复合材料在填料含量为5%时其体积电阻率从纯PUR-T的1012下降到105,并具有最佳的气敏响应综合性能。PUR-T基纳米复合材料对苯、甲醛等亲油性有机溶剂蒸汽具有较高的响应度(达到104~105级),而对甲醛、乙醚等亲水性有机溶剂蒸汽的响应度较低。纳米复合材料在苯蒸汽与干空气循环检测使用时均具有良好的稳定性。机理分析表明纳米复合材料的气敏行为主要是由于PUR-T基体的溶胀效应引起MWCNTs网络的断开和蒸汽分子在MWCNTs上的吸附所致,而前者起主要作用。     

PVA/CB复合材料气敏性能研究

以聚乙烯醇为基体,以炭黑为导电性添加剂,通过共混法制得常温响应聚乙烯醇/炭黑(PVA/CB)气敏导电薄膜,研究了复合薄膜材料在乙醇蒸气中的室温气敏性能。研究结果表明,PVA/CB复合材料的气敏性能跟炭黑的分散性、含量、材料的厚度等因素有关。炭黑分散性越好,气敏性越好;炭黑含量存在一最佳值;材料厚度增加,阻碍气体的扩散导致气敏性降低。     

阻燃型PETMF/WPU复合材料的制备与性能研究

用聚酯/碱溶性聚酯（PET/COPET）海岛纤维无纺布含浸含磷自阻燃的水性聚氨酯（WPU）浆料，通过干法凝固、碱减量和后整理等工艺制备阻燃型聚酯超细纤维/水性聚氨酯（PETMF/WPU）复合材料。分析并探讨不同固含量含磷自阻燃的WPU浆料对PETMF/WPU复合材料的阻燃性能和力学性能的影响。采用锥形量热仪、极限氧指数和垂直燃烧对其阻燃性能进行表征；采用电子扫描显微镜对其微观结构进行表征；采用TGA对其热稳定性进行表征。结果表明：当固含量达到35wt%时，PETMF/WPU复合材料的LOI值达到31.7%，垂直燃烧达到V-0级，在燃烧过程中能够自熄且无熔滴产生，力学性能仍能满足行业标准，使用含磷自阻燃原料减少了燃烧过程中有害气体的释放。     

阻燃型PETMF/WPU复合材料的制备与性能

以聚酯/碱溶性聚酯(PET/COPET)海岛纤维无纺布为基材,以含磷自阻燃的水性聚氨酯(WPU)为浸渍材料,通过干法凝固、碱减量和后整理等工艺制备了阻燃型PET超细纤维/WPU(PETMF/WPU)复合材料.分析并探讨了不同固含量含磷自阻燃的WPU浆料对PETMF/WPU复合材料的阻燃性能和力学性能的影响.采用锥形量热仪、极限氧指数(LOI)和垂直燃烧对其阻燃性能进行表征;采用SEM对其微观结构进行表征;采用TGA对其热稳定性进行表征.结果表明,当含磷自阻燃的WPU固含量达35％时,PETMF/WPU复合材料的LOI达到31.73％,垂直燃烧达到V-0级,在燃烧过程中能够自熄且无熔滴产生,力学性能仍能满足行业标准,使用含磷自阻燃原料减少了燃烧过程中有害气体的释放.     

聚噻吩/WO_3纳米复合材料的制备及气敏性能研究

采用化学氧化聚合法制备出了不同聚噻吩(PTh)掺杂量的PTh/WO3纳米复合材料进行制备,利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对PTh/WO3纳米复合材料的晶体结构和形貌进行了表征;并研究了PTh/WO3纳米复合材料制备的气敏元件对H2S气体气敏性能。结果表明:PTh/WO3纳米复合材料对H2S气体具有较高的灵敏度,用PTh质量分数为50%的复合材料制成的气敏元件在工作温度为60℃时,对500×10-6的H2S灵敏度达到98,且具有较快的响应与恢复时间。     

聚氨酯/MWNTs-OH复合导电材料的制备及气敏响应性能研究

以羟基多壁碳纳米管(MWNTs-OH)作为导电载流子,以水解改性的端羟基聚丁二烯–丙烯腈共聚物(h-HTBN)作为软段,六亚甲基二异氰酸酯(HDI)作为硬段,1,4-丁二醇(BDO)作为扩链剂,通过原位聚合方法制备了聚氨酯(PUR)/MWNTs-OH复合导电材料。通过傅立叶变换红外光谱和扫描电子显微镜对复合导电材料进行了结构表征,并采用分散稳定性实验证明了PUR对MWNTs-OH的包覆效果。将复合导电材料与电极片组装制作成传感元件,测试其对4种不同溶剂(苯、无水乙醚、丙酮和氯仿)的气敏响应性。结果表明,合成的PUR/MWNTs-OH复合导电材料对苯和氯仿等亲油性溶剂具有良好的气敏选择性和重复稳定性,这主要是由于PUR结构中存在微相分离现象,亲油性溶剂能够与软段形成非晶微区相互作用,破坏了MWNTs-OH导电粒子形成的路径,导致电阻升高,引起气敏响应。     

聚合物/碳黑气敏导电复合材料的研究进展

从聚合物/碳黑(CB)气敏导电复合材料的研究体系、气敏响应性能的影响因素、气敏响应机理三方面综述了近年来聚合物/CB气敏导电复合材料研究的新进展,讨论了目前研究尚存在的一些不足之处,并展望了聚合物/CB气敏导电复合材料的今后研究发展方向。     

LDPE／炭黑导电复合材料电学及力学性能研究

研究了炭黑种类及用量、极性共聚物（Ｅ－ＡＥ－ＭＡＨ）、润滑剂种类及用量和交联剂（ＤＣＰ）对ＬＤＰＥ／炭黑导电复合材料电学及力学性能的影响。结果表明,ＨＧ－４型炭黑导电性最好,ＡＣＥＴ炭黑导电性较差。极性共聚物能提高复合材料的导电性和力学性能。高分子蜡改善复合材料电学及力学性能的效果优于液体石蜡。交联剂使复合材料导电性变差,但力学性能提高     

环氧树脂改性水性聚氨酯的制备与性能研究

以异氟尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚四氢呋喃醚二醇(PTMG)以及二羟基甲基丙酸(DMPA)为主要原料合成水性聚氨酯(WPU)预聚体,在此基础上加入环氧树脂(EP,E-44)制备了环氧树脂改性水性聚氨酯(PUE)复合乳液。探讨了不同环氧树脂含量对复合乳液性能的影响,并对胶膜的力学性能、吸水率、接触角和热性能等进行了表征。结果表明,适量的环氧树脂改性过后的复合乳液比较稳定;随着环氧树脂含量的增加,乳液粒径和黏度增大,同时胶膜的拉伸强度增大,水的接触角增大,胶膜的热稳定性增加。E-44质量分数为7%~9%时,复合乳液及其胶膜的综合性能较好。     

CPE在PE／EVA／CB型PTC材料体系中的作用

本文以聚乙烯／乙烯－醋酸乙烯酯共聚物／炭黑（PE／EVA／CB）体系为研究对象,采用熔融共混挤出成型制样的方法,探讨了氯化聚乙烯（CPE）在体系中的稳定作用,结果表明,在体系中加入CPE可以起到相容剂的作用,能大大改善炭黑在聚合物中的分散,提高材料体系中各相间的结构稳定性,降低材料体系的电阻率,使炭黑和聚合物间的复合更为均一,从而可以在一定程度上提高材料的导电性及稳定性。并在体系中加入2．5％（质量百分比）的CPE时即可收到明显效果。     

PS／炭黑复合材料导电性能的研究

本文通过炭黑（简称ＣＢ）用量、加工工艺、温度对ＰＳ／ＣＢ复合材料导电性能影响的探讨、复合导电材料亚微观结构的观察，研究了ＰＳ／ＣＢ复合材料的导电性能。结果表明，随着ＣＢ含量的增加，材料的电阻率呈非线性下降，当ＣＢ的质量分数在１０％～４０％的范围内时，电阻率下降明显，在此含量范围以后，体积电阻率变化不大；材料的导电性能与加工工艺有关，溶剂法的导电性能比混炼法好；电阻率随温度的升高均有上升的趋势。由复合材料的亚微观结构表明，随着ＣＢ含量的增加，ＣＢ由分散的单个颗粒逐渐连结在一起，最后与ＰＳ形成了一种相互交错式的结构     

HDPE抗静电复合材料性能的研究

本文介绍通过在ＨＤＰＥ中添加经表面处理的高导电炭黑，制备炭黑／ＨＤＰＥ抗静电复合材料，研究了炭黑含量对炭黑／ＨＤＰＥ抗静电性能、拉伸和流变性能的影响。由于采用高导电炭黑为导电填料，炭黑的加入量（质量分数）为１０％～１５％时，就能制得具有抗静电性能的复合材料；由于对炭黑进行了表面处理，改善了炭黑与ＨＤＰＥ的相容性，使所制复合材料的拉伸强度下降较少，材料呈假塑性流体特征，非牛顿粘度随炭黑含量提高有一定程度的升高，但材料的非牛顿性变化不大。     

主链含亲水基团的聚氨酯/改性纳米ZnO复合膜的制备与性能

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚酯二元醇、二羟甲基丙酸(DMPA)、硅烷偶联剂改性纳米ZnO等为原料,通过阴离子自乳化法制备了一系列聚氨酯/改性纳米ZnO复合膜。主要研究了纳米ZnO含量对复合膜的力学性能、耐摩擦性能和耐水性能的影响。结果表明:当偶联剂用量为5%、反应温度为70℃、搅拌时间为2h时,纳米ZnO改性效果最好;当改性纳米ZnO含量为0.5%时,复合膜具有良好的综合性能。     

皮革用双组份WPU胶黏剂的制备及性能

以异佛尔酮二异氰酸酯、聚己内酯二元醇为原料,二羟甲基丁酸为亲水性单体,三乙胺、1,4-丁二醇、三羟甲基丙烷和有机硅交联剂分别为中和剂、小分子扩链剂、内交联剂和外交联剂,采用丙酮法合成端羟基水性聚氨酯(WPU)乳液。然后加入乳液总质量2%的封闭型水性异氰酸酯类固化剂,制备出不同R值[异氰酸酯指数,n(—NCO)∶n(—OH)]的双组份端羟基WPU胶黏剂。采用FTIR、~1HNMR、激光粒度分析仪、TEM、流变仪对胶黏剂的化学结构,形貌及流变性能进行了表征与测试;通过TGA、多功能材料试验机考察了胶膜的热力学性能和机械性能。结果表明,当R=0.85时,所制备的胶黏剂综合性能最佳,在热失重为5%(D_(0.05))及50%(D_(0.5))时,胶膜热降解温度分别为262.26、349.68℃,胶膜吸水率为19.0%,拉伸强度为14.74 MPa,断裂伸长率为236.53%,剥离强度为421 N/m。     

纳米炭黑/环氧树脂复合材料的研究

利用填充混合法,选用不同添加量的纳米炭黑N220制备了炭黑(CB)/环氧树脂(EP)复合材料。利用X射线衍射(XRay)、透射电镜(TEM),研究了N220炭黑在环氧树脂复合材料中的分散状态;利用扫描电镜(SEM)对N220/EP复合材料的拉伸断口的形貌进行了观察。结果表明,N220炭黑通过偶联剂(KH550)的作用,可与环氧树脂形成良好的界面;N220炭黑在环氧树脂中主要以炭黑粒子以及聚集体的形态均匀分散,并有可能与环氧树脂固化时形成剥离结构;N220炭黑的加入,使材料的力学性能和耐热性均有很大的提高,材料的拉伸强度、断裂伸长率、冲击强度和弯曲强度在N220的加入量为2%时均达到极大值82MPa、3%、20kJ/m2、107MPa,与纯环氧树脂相比,分别提高了32.3%、39.6%、88.7%、10.3%。     

A Strategy for Preparation of Anionic Polyurethane/Acrylate Emulsions

In this article we proposed a new strategy for preparation of polyurethane/acrylate (PUA) hybrid emulsions. In the preparation of the polyurethane dispersion, methyl methacrylate (MMA) was used as the reactive solvent to reduce the viscosity of the reaction mixture, and 2-(Dimethylamino)ethyl methacrylate (DMEMA) as the reactive neutralizer. We then let MMA and DMEMA undergo further polymerization to form PUA hybrid emulsions. The morphology of the PUA hybrid emulsions was characterized by transmission electron microscopy (TEM) and dynamic light scattering (DLS). The structures of the waterborne polyurethanes (WPU) and PUA hybrid emulsions were characterized by Fourier transform infrared spectrometer (FTIR) and contact angle measurements.