第五十一讲插层技术在聚氨酯偿内米复合材料中的应用
纳米插层复合材料制备及应用的研究进展
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Ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｔｈｅ ｍｏｎｔｍｏｄｎｏｍｔｅ ｐａｒｔｉｃｌｅｓ
图１ 蒙脱土颗粒的结构
２．２聚合物／层状硅酸盐（ＰＬＳ）的结构特征
直接插层法制备的ＰＬＳ纳米复合材料中硅酸 盐片层在表面改性剂的作用下间距增大，但在近程
仍保持有序结构（一般２０～３０层），而远程无序。
聚合物熔融插层是指采用聚合物加热的方法在高于聚合物软化温度上加热在静止条件或在剪切力作用下直接插层进入蒙脱土的硅酸盐片层问虽然聚合物熔融插层聚合物溶液插层和单体聚合插层所得到的复合材料具有相同结构但由于聚合物熔融插层不需溶剂工艺简单且可以减少对环境的污染冈此聚合物熔融插层具有很大的应用前景
第３期
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一般认为聚合物熔体插层分二步：（１）聚合物 穿透初级粒子到达晶粒边缘；（２）聚合物从晶粒边 缘进入晶格层间。其中（２），即高分子链扩散进入 初级粒子的传质过程．为聚合物插入蒙脱土的定速 步骤。硅酸盐颗粒粒径越小，嵌入速度越快。在此 基础上建立了选择相容的聚合物／层状硅酸盐体系 的一般原则，即聚合物的极性越大或亲水性越强，有 机层状硅酸盐的功能化基团越短，越有利于插层。 实验结果还表明，聚合物／蒙脱土纳米复合材料形成 的活化能与本体聚合物熔体分子链的扩散活化能相 近，高分子链在硅酸盐片层间的扩散行为与其在本 体熔体中相当。因此复合材料可在与常规聚合物相 同的工艺条件下形成．不需要额外的热处理时间。 ３纳米插层复合材料的应用前景
插层法制备聚合物基纳米复合材料
插层法制备聚合物基纳米复合材料董歌材研1203班 2012200337 纳米材料技术是80年代末刚刚兴起的一种新技术，其基本内涵是在0.1-100nm空间尺度内操纵原子或分子或对材料进行加工，从而制备具有特定功能的产品。
1990年7月第一届国际纳米科学技术(NST，Nano Seience and Teehnology)会议在美国巴尔基摩召开，从而正式把纳米材料科学作为材料科学的一个新的分支公布于世[1]。
1992年1月第一本纳米材料科技期刊Nanostructural Materials出版。
1994年10月第二届国际NST会议在德国召开，从此纳米材料科学成为材料科学、凝聚态物理化学等领域研究的热点。
纳米科学技术所研究的尺寸空间介于宏观和微观之间，它的诞生使人们对材料的认识延伸到过去未被重视的纳米尺度，标志着材料科学进入一个新的层次。
通过在这一尺度上对材料进行操作，可以使材料性能产生质的飞跃，因此纳米材料技术为材料的发展提供了一个崭新的空间，也为新技术革命增加了一项重要内容[2]。
1纳米粒子的特点及其制备1.1纳米材料的特点一般称尺寸在1-100nm范围内的颗粒为纳米粒子，它是一种介于固体和分子之间的亚稳态物质。
当颗粒尺寸进入纳米量级时，其本身及由它所构成的纳米材料由于所谓的纳米效应，表现出许多与常规尺寸的材料完全不同的特殊性质。
纳米效应主要表现在以下几个方面：(1)表面和界面效应：纳米粒子尺寸小，比表面积大，位于表面的原子占相当大的比例，而且随着粒径减小，比表面积急剧增大，位于表面的原子所占的比例也迅速增加，比如，当粒子半径为5nm时，比表面积为180m2/g，表面原子所占比例为50%，当粒径减小到2nm时，比表面积增至225m2/g，表面原子所占比例达到80%。
由于表面原子邻近缺少与之配位的原子，处于不稳定状态，很容易与其它原子结合，因此纳米粒子有很强的表面活性。
表面原子的不稳定性使纳米粒子表现出很多特殊的性质，像纳米陶瓷粉的熔点、烧结温度和晶化温度均比常规粉体低得多，比如常规氧化铝的烧结温度为1700-1800℃，而纳米氧化铝可在1200-1400℃的温度下烧结，致密度高达99%，形成的陶瓷在低温下表现出良好的延展性；大块的纯金熔点为1063℃，当制成2nm的微粒后熔点仅为300℃；催化剂制成纳米微粒会大大提高催化效果，比如有机化学的加氢或脱氢反应，用粒径为30nm的镍作催化剂时反应速度比用常规尺度的镍催化时的速度高15倍。
聚氨酯复合板应用领域
聚氨酯复合板应用领域1、从保温性能上讲聚氨酯复合板（聚氨酯夹芯板、聚氨酯板）最核心的优点是保温。
在聚氨酯板芯材密度为35-40KG/m3时，其导热系数为0.018-0.024w/(m.k)之间。
是目前所见的材料中导热系数最低的保温材料，亦被称之为“高保温材料”。
因此，聚氨酯复合板（聚氨酯夹芯板、聚氨酯板）被广泛地应用于工业建筑厂房的墙体保温。
聚氨酯板被广泛地应用于机械厂房、电子厂房、煤矿机械厂房、医药厂房、纺织厂房、体育用品厂房等。
2、从功能上讲聚氨酯复合板（聚氨酯夹芯板、聚氨酯板）又可分为聚氨酯复合板屋面板、聚氨酯复合板墙面板、聚氨酯复合板吊顶板、聚氨酯夹芯板内墙隔断板。
3、从专业领域讲聚氨酯复合板又可分为聚氨酯冷库板、聚氨酯洁净板。
聚氨酯冷库板具有保温、保冷、隔热、隔音、气调、净化、控湿等优点。
多维聚氨酯冷库板已成功应用于蒙牛乳业集团太原冷库、蒙牛乳业集团鄂尔多斯冷库、伊利乳业集团包头冷库、完达山乳业哈尔滨冷库。
聚氨酯洁净板主要应用于医院手术室、电子、制药、食品、生物、航天航空、精密仪器制造及科研等对室内环境要求苛刻的洁净工程领域。
多维聚氨酯洁净板已成功应用于奥祥医药制药厂、北京亚东制药制药厂、中国人民解放军301医院手术中心。
图片备注：2013年12月8日，位于天津滨海新区的中国新一代运载火箭产业基地项目正式竣工。
墙面选用了多维设计制造的纯平聚氨酯夹芯板（聚氨酯复合板、聚氨酯板）。
中国新一代运载火箭产业基地建设单位：中国运载火箭技术研究院天津航天长征火箭制造有限公司工程地址：天津市滨海开发区西区总承包商：中国建筑第一工程局集团有限公司、中国航天万源建筑工程有限公司设计单位：中国航天规划建设发展有限公司建筑面积：240000㎡结构形式：框架结构、门式刚架钢构吨位：8000T围护板材：多维联合集团有限公司聚氨酯节能夹芯板（聚氨酯复合板、聚氨酯板）围护面积：200000㎡竣工时间：2013年。
聚氨酯插层粘土纳米复合材料共20页
25、学习是劳动，是充满思想的劳动。——乌申斯基
谢谢！
聚氨酯插层粘土纳米复合材料
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46、寓形宇内复几时，曷不委心任去 留。
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47、采菊东篱下，悠然见南山。
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48、啸傲东轩下，聊复得此生。
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49、勤学如春起之苗，不见其增，日 有所长 。
•ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
50、环堵萧然，不蔽风日；短褐穿结 ，箪瓢 屡空， 晏如也 。
21、要知道对好事的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。——韩愈
结构复合材料的多功能化
微米级增韧网络，提升效果纤维纳米级导电网络， 提升效果专 题 SPECIAL T OPIC结构复合材料的多功能化Multifunction of High-Performance Structural Composites先进复合材料国防科技重点实验室 中航复合材料有限责任公司益小苏[ 摘要] 着重讲解了在飞机用复合材料上应用插 层强化技术的新方法，一方面提供了显著的增韧效率， 另一方面插层通过其表面附载的纳米级导电填充物成 为强韧而有弹性的导体。
通过将表面附载 AgNWs 薄 膜或面纱作为插层放入碳纤维层压板中，断裂强度和导 电性同时得到提升。
关键词：导电性 断裂强度 银纳米丝[ABSTRACT] In this paper we present a new ap- proach of applying interlayer-toughening technology on composites for aircraft. On one hand, it provides signifi- cant toughening ef ficiency, and on the other hand, it func- tions as a tough and fl exible conductor through its surface loading of nano-sized electrical conductive fillers. The use of interleaf fi lms or veils surface-loaded with AgNWs ,simultaneously improves fracture toughness and electrical conductivity.Keywords : Electrical conductivity Fracture toughness Silver nanowires在飞机复合材料结构的设计中，大家重点关注的一 点就是抗撞击损伤，特别是低速撞击带来的损伤。
聚合物纳米复合材料的制备技术
其他制备方法：
1：溶胶-凝胶技术：具体方法是使烷氧金属或金属盐等前驱
物在有机溶剂中形成均质溶液，溶质发生水解反应生成纳米粒子 并形成溶胶，溶胶经蒸发干燥转变为凝胶。
2：纳米微粒原位生成技术：其过程是使混合聚合物与可
溶性无机分子前期与适当的溶剂中相结合，通过某中反应在聚合 物中原位生成无机纳米微粒。例如：
聚合物纳米复合材料的制备技术
姓名：杨军 学号：2060154
1 概述
聚合物纳米复合材料是近年来涌现出来的一种新型复合材料， 它是通过在聚合物基体中分散少量具有纳米尺寸的填料粒子制成 的。 目前有多种方法可用于制备聚合物纳米复合材料，其中制备 工艺比较简单、有发展前途并且容易进行工业化生产的是插层法 和共混法。 详细分类见下图：
2．1．2 溶液插层法
溶液插层技术是先将离子交换过的粘土分散在合适的溶剂中， 再于聚合物溶液混合并搅拌，生成杂化物溶液，然后再蒸发掉溶剂， 得到聚合物-粘土纳米复合材料的方法。例如：
2．1．3 液体插层法
液体插层法是指利用液体聚合物分子链末端含有可与蒙脱土进 行阳离子交换的官能团，提高了插层推动力，因而制得分散效果 较好的纳米复合材料。 液体插层法目前主要应用在液体橡胶中，例如使用端氨基液体 NBR橡胶，将蒙脱土分散到水中，强烈搅拌下混合均匀，得到了 NBR/蒙脱土纳米复合材料。
4 结束语
聚合物纳米复合材料具有许多与传统复合材料不同的特性。 对于聚合物，层状硅酸盐纳米复合材料而言，它可以在硅酸盐低 含量的情况下提高聚合物的力学性能、耐热性等；对于用其它形 态的纳米粒子制备的聚合物纳米复合材料，其韧性、强度和其他 性能也能获得显著提高。 推广高性能纳米复合材料应用的关键是要找到有效并且能进 行工业化生产的制备技术，只有这样才能降低成本，使纳米复合 材料产品获得满意的性价比，进而推动纳米复合材料在各个领域 的应用。
聚氨酯注浆材料生产及应用
聚氨酯注浆材料生产及应用摘要：本文主要介绍了聚氨酯注浆材料的生产工艺、性能特点及具体应用，希望能够借此更好提高工程的堵水性能，延长工程使用寿命。
关键词：聚氨酯；注浆材料；生产；应用近些年来，在大量的低下工程渗漏的治理中，单组分聚氨酯注浆材料发挥了一定的作用。
但是随着技术的不断发展和进步，以及工程工艺水平的提升，单组聚氨酯注浆材料已经难以在满足时代发展的需求了，双组聚氨酯注浆材料应运而生，相较于传统的单组聚氨酯注浆材料来说，其具有良好的抗压能力，经得起地层的运动，具有寿命期长的特点；同时，反应迅速，大大缩短了施工期限，节约时间，不影响生产，保证煤矿安全生产进度。
下面，笔者将对聚氨酯注浆材料生产及应用进行详细分析。
一、聚氨酯注浆材料生产工艺1、反应在生产期间首先要将多异氰酸酯及增塑剂吸入到反应釜中，等到温度上升到40-45℃时，加入缓凝剂，停止加热并充分对其进行搅拌，搅拌时间通常在10分钟左右，搅拌结束之后加入事先混合好的聚合物多元醇（A+B+C），滴加时间在30-40分钟左右，注意在此期间要密切的关注温度的变化情况，不要让温度上升的过快，否则可能会因为反应过热导致暴聚而出现凝胶，要等到相应物质自动升温到80℃之后再开始保温，温度保持在85±3℃左右，反应时间为两个小时，反应结束之后，降温到60℃，然后加入稀释剂，密封、静置到常温备用[1]。
2、配料针对已经反应好的物料，在其冷却到常温之后，装入到桶中，往桶内加入泡沫稳定剂、催化剂及其他助剂等，然后将桶放在振动器上摇晃均匀，倒置封口，等待约四个小时之后，泡沫完全消除之后，才可以出厂使用。
3、产品质量指标本次生产制作产品密度在1.05-1.15g/㎝³；粘度为23℃：0.2-0.8Pa；抗渗强度大于0.68MPa；成品抗压介于25～38Mpa；膨胀率为1000%-2000%。
4、产品特性①抗渗性：本次研究所生产出的材料，抗渗强度在0.68MPa以上，其相较于一般的防水材料来说，抗渗性能强，防水效果也比较明显。
复合材料高性能聚氨酯
高性能聚氨酯/玻纤复合材料（GRPU）青岛科技大学高分子科学与工程学院1、聚氨酯/玻纤复合材料简介近年来，聚氨酯树脂以其韧性好、固化快、无苯乙烯烟雾等优点使其复合材料脱颖而出。
随着人们对聚氨酯成型技术的掌握和在控制其反应性以延长其适用期方面的进步，聚氨酯已进入长期由不饱和聚酯和乙烯基酯树脂主宰的复合材料领域。
在过去，聚氨酯复合材料主要是用结构反应注射法（SRIM）成型的汽车内饰件和外部件，如皮卡车箱、车底板、行李架、内门板等（聚氨酯经过发泡）。
然而在近几年中，聚氨酯复合材料发展了拉挤、缠绕、真空灌注和长纤维喷射等技术，主要用不发泡的聚氨酯复合材料来制造窗框、浴缸、电灯杆和卡车、越野车的大型部件等。
聚氨酯拉挤聚氨酯拉挤一般具有低粘度、中度至高度反应性、良好的冲击强度和韧性以及短梁剪切性能。
与其他材料相比，用聚氨酯拉挤可产生多种效益。
它可以提高制品中玻璃纤维含量而使制品强度大大提高。
例如，用玻璃纤维与聚氨酯树脂拉挤窗框，所得窗框的强度比PVC窗框高8倍，其导电性比铝低40倍，因而绝缘性能好得多。
同时，因为聚氨酯拉挤窗框的脆性更小，它们不会开裂而经久耐用。
高性能聚氨酯/玻璃纤维复合材料是一种以高硬度聚氨酯弹性体为基体材料,玻璃行为为增强材料,采用连续拉挤工艺生产的一种具有高强度、高模量、轻质高分子复合材料。
聚氨酯拉挤技术的产品不仅比传统材料具有更高的强度、更好的隔热保温效果，而且更轻质环保。
其应用领域十分宽广，从最初的华丽浴缸，到冲浪和滑雪板，再到今天的窗框、集装箱地板等创新应用，聚氨酯复合材料已融入了我们日常生活的方方面面。
据报道，在过去的几年中，中国对于复合材料的需求已呈现逐步增长的态势。
复合材料是一种高科技材料，是将几种材料的特性整合成为一种具有卓越新性能的全方位解决方案。
正是因为材料的独特性能，比如轻质、高强度和刚性、以及能够帮助实现更高的成本效率和生态责任，所以聚氨酯复合材料已备受各行业的关注。
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（ ＭＭＴ）。通 过单 体插 层法 合成 了聚 氨 酯弹 性体 Ｏ （Ｐ Ｅ Ｕ）／ ＭＭＴ 米 复 合 材 料 ；结 果 表 明该 纳 米 复 合 Ｏ 纳
尺度上的复合 。按照复合 的过程 ，插 层复合法又分 为 材 料 的物 理 机 械 性 能优 良 ， 当 体 系 中ＯＭＭＴ 含 量 占 两种 ，一种是单体插层聚合法 ，另一 种是聚合物插层 ３ 时 ， 其 在 Ｅ Ｕ 体 系 中分 散 效 果 最 佳 ，相 应 的 纳 米 ％ Ｐ 聚 合法 。 聚 合 物 插 层 聚 合 法 又 分 为溶 液 或 乳 液 插 层 和 复 合材 料 的综 合 性 能 最 好 。 熔 融插 层¨ 。 本 文 主 要 介 绍 这 三 种 插 层 聚 合 法 在 聚 氨 刘 曙光 等 采 用 溶 液 插 层 和 单 体 插 层 两 种 方 法 制 ｑ
酯材料中 ，令聚氨酯／ 纳米 复合材料宏观表现 出优 良的 力 学性能 、热学性 能和 光 电磁学性 能［ ］ 。层 状无机
层状 结构 的硅酸盐 ，由于其二维方 向的片层 结构 ，可 插层聚合又可 以分为反应条件 、引发剂 （自由 使复合材料具有 相当高的强度 、弹性模量 、韧性及 阻 隔性能 。 同时这类 材料来源广泛 ，经济适用，且操 作 基聚合时 ） 品种和用量等 因素的影响【 ，因此在应用 ｌ 相 对 成 熟 ，在 改性 聚 氨 酯 方 面 应 用 较 多¨ 。 上 有 一 定 限制 。
Ｅ ｐ ￣Ｓｅ ｎ ｒＩ 家讲 座 ｘｅ ｍｉａ 专
第五十一讲 插 层技术在聚氨酯 米复合材料中的应用 内
卢敏 张 海龙 王 焕 许 戈 文 安 徽 大 学 化 学 化 工学 院 ，安 徽 省 绿 色 高 分 子材 料 重点 实验 室 ，合 肥 ，２ ０ ３ ３ ０９
摘要 ：本 文综述 了三种插层复合法在聚氨酯／ 纳米 酯／ 层状无机盐 改性 中的应用 。 复合材料 中的应用 ，并总结各 自方法 的优缺点 ，最后 对聚氨 酯／ 纳米复合材料应 用前景进行展望 。 ２ 插层 复合 法 。 关键词 ：插 层法；聚氨 酯；纳米改性；层状硅 酸 插层 复合法是将单体 或聚合物插进经插层剂 处理 盐 后的层状无机物 片层之间 ，进而破坏无机 物的片层结 构，使其 剥离成厚 为 ｌｍ、宽约 １ ０ ｍ左 右 的基本 单 ｎ ０ｎ １ ．概 述 元 ，并均匀分散于基 体中， 以实现聚合物 与无机 层状 聚 氨 酯 材料 是 一 种 新 兴 的 ， 具独 特 性 能 和 多 方 面 材料在纳米尺度上 的复厶Ｉ 。 ］ 用 途 的有机 高分 子材 料 。它 自２ 世 纪３ 年代 问世 以 ０ ０ 插 层 复 合 所 用 的 主 要 层 状 无 机 物 有 石 墨 、云 母 、 来 ，发展至今 已有近８ 年 历史Ⅲ。聚氨酯材料 因其 良 膨润 土等层 状结构硅酸盐 。下面 以蒙脱土为例说 明层 ０ 好 的物 理机 械 性 能，耐 化 学品性 以及 良好 的 加工 性 状硅酸盐改性的机理 。蒙脱土属２１ ：型层状 硅酸盐 ，片 能，被广泛 的用 于各行 各业 。但单纯 的聚氨酯材料本 层 表 面 呈 负 电性 ， 层 间 常 吸 附 有Ｎａ 、Ｋ 、 Ｃ ， 、 ＋ ＋ ａ＋ 身也存在许 多不足 ，如强度不够 ，耐水解性 能较差 。 Ｍｇ＋等水合 阳离子 。层与层 间仅存在 一定 的静 电作 因此适当 的对聚氨 酯进行 改性成为当今聚氨酯行业 的 用 ，结合力弱 。蒙 脱土层 问的阳 离子 易与其他 有机或 研 究热点 。 无 机离子进行交换 ，使层 间距发生变化 。选 用有机阳
插 层 复 合 法 是 制 备 这 类 聚 氨 酯 ／ 状 无 机 纳 米 复合 层 王锦 成¨ 等 采 用 性 能 优 异 的 有 机 插 层 剂 对 材 料 的主要 方 法 ， 也是 当今材 料 科学 研 究领 域的 热点”。 蒙 脱 土 （ ＭＭ Ｔ）进 行 改 性 ，制 各 有 机 化 蒙 脱 土 插层 复 合 法 是 利 用 一 定 的 方法 将 单 体 或 聚 合 物 插 进 层 状无机物片层之 间，实现 高分 子与层状无机物在纳米