聚氨酯丙烯酸酯/蒙脱土纳米复合材料的制备与研究
聚氨酯/蒙脱土纳米复合材料的制备及其性能研究

Ab t a t: Poy r t a e sr c l u e h /mo t rl n t a o o o st swe ep  ̄e y i n n mo il ie n o n c mp i r mp d b n—st oy r a in,a d t erp o r e i p l me z t u i o n h i mp - te r h r ce z d Re u t n i ae h tc mp e e sv c a ia r p ris o o y r t a e mo t rl n t a o i s we e c a a tr e . i s l i d c t d t a o r h n i e me h c p o e t fp l u eh n / n mo i o ie n n — s n l e l c mp st s a h e e h p i lv u s t e ma s fa t n o o o i c i v d t e o tma a e a h s r c i fOMT s % ,a d t e ta d s l n e it c s m- e l o Wa 2 n he h a we l g r ssa e Wa i n i n
醇( P , P G) 乙二 醇 ( G) 丙 三醇 ( G) 为化 学 纯 。 E , P 均 1 2 样 品制备 . 1 2 1 聚 氨酯 弹性 体 的制 备 ..
()U O  ̄P / MT纳米 复合 材 料 的制备
将实验所要用的仪器用 品放到烘箱里干燥至
无 水 。将 用 P G溶 胀 好 的 O T与 计 量 的 P G一 P M P 起 加 入 到三 口烧 瓶 中 , 10 真 空脱 水 25—3h 于 1% .
纳米陶瓷填料增强的聚氨酯丙烯酸酯材料的制备及性能研究

纳米陶瓷填料增强的聚氨酯丙烯酸酯材料的制备及性能研究聚氨酯丙烯酸酯(PUA)是一种高性能的新型材料,具有优异的机械性能和化学稳定性。
然而,PUA在一定条件下易出现塑化、老化、硬度降低等缺陷,因此需要加入适量的填料来提高其性能。
本文着重研究了纳米陶瓷填料增强的PUA材料的制备方法及性能。
一、制备方法1、材料准备本研究采用聚氨酯(PU)、丙烯酸(AA)、二甲基亚砜(DMSO)和三丙氧基硅烷(TPOS)作为基础材料,以纳米氧化铝(Al2O3)和纳米氧化锌(ZnO)为填料。
材料比例按照PU:AA:DMSO:TPOS:填料=2:0.1:5:2:0.5设置。
采用机械混合法,在PU溶液中加入AA、DMSO、TPOS和填料,经过高速搅拌、超声波分散、真空排气等工艺处理,并在80-100℃条件下进行反应,最终得到纳米陶瓷填料增强的PUA材料。
2、材料性能测试通过扫描电子显微镜(SEM)、热重分析(TGA)、拉伸实验、弯曲实验等方法对材料性能进行测试。
SEM图像显示,填料均匀分布在PUA基体中,且与基体界面亲和性良好;TGA测试表明,添加填料能够提高PUA的热稳定性,使其失重温度有所提高;拉伸实验和弯曲实验结果均表明,填料对PUA的力学性能有明显提升,其中纳米氧化锌填料的增强效果更为显著。
二、影响因素分析1、填料种类本研究选用了纳米氧化铝和纳米氧化锌两种填料,分别加入PUA基体中制备材料。
研究结果显示,两种填料均能够提高PUA的力学性能和热稳定性,但其增强效果存在差异。
纳米氧化锌填料的增强效果更为显著,可能是由于纳米氧化锌的粒径更小,表面活性更高,对PUA基体的填充效果更好。
2、填料含量填料含量是影响材料性能的重要因素之一。
研究结果显示,在一定范围内增加填料含量可以显著提高PUA的力学性能,但过高的填料含量会导致材料的流动性下降,加工难度增加。
3、填料分散度填料的分散度是影响材料性能的另一个重要因素。
过大的填料聚集体会降低材料的力学性能和热稳定性。
聚丙烯纳米复合材料的研究及应用

聚丙烯纳米复合材料的研究及应用李跃文陈枝晴(湖南科技职业学院高分子工程与技术系,长沙,410118 )摘要:综述了聚丙烯基层状填料纳米复合材料、纤维状填料纳米复合材料、粉状填料纳米复合材料、POSS 纳米复合材料制备方法、结构与性能方面的最新研究进展,介绍了聚丙烯/粘土纳米复合材料的一些实际应用,对今后的研究和开发方向也提出了自己的看法。
关键词:聚丙烯,纳米复合材料,纳米填料,研究进展,应用聚丙烯(PP) 是目前产量最大、发展最快的合成树脂之一,它具有良好的综合力学性能、耐热性、耐腐蚀性能和成型加工性能,应用范围十分广泛。
但PP 低温脆性大,耐老化性能不好,容易燃烧,绝对强度和金属材料相比尚有一定差距,这些使其应用受到一定程度的制约。
共聚、共混、加助剂等传统的改性方法均有一定的局限性,近年发展起来的纳米技术给PP 提供了一种新的改性途径,大量的研究表明,将PP 与纳米组份复合,具有广泛而显著的改性效果。
与传统方法相比,通过形成纳米复合材料对PP进行改性具有如下优点:(1)纳米组份含量很少时即有显著的改性效果;(2)在改善某些性能的同时,几乎不损害其它性能,特别是成型加工性能;(3)改性范围广泛。
1、PP /层状填料纳米复合材料1.1 PP/ 层状粘土纳米复合材料自然界有些粘土矿物具有层状结构,如蒙脱土、累托土、斑脱土等。
在适当的条件下,聚合物分子链能插入到粘土片层之间,使片层层间距扩大,甚至剥离,从而形成纳米复合材料。
由于粘土片层的纳米效应和层状结构,PP/层状粘土纳米复合材料的力学强度、热稳定性、阻隔性、阻燃性均有明显改善。
PP/ 蒙脱土纳米复合材料是研究和开发较早的PP 纳米复合材料。
目前的研究主要集中在熔融共混法制备纳米复合材料及其结构与性能上。
王平华[1]等用钠基蒙脱土(Na-MMT) 和经十六烷基三甲基溴化铵处理过的有机蒙脱土(Org-MMT) 分别与PP 制成了纳米复合材料,实验结果表明,Na-MMT 和Org-MMT 对PP 均有良好的增强增韧效果,但两者填充形态不一样,Na-MMT 以纳米粒子形态填充,Org-MMT 以插层形态填充;另外,Na-MMT 还能诱导聚丙烯结晶晶型发生转变,产生有利于提高聚丙烯冲击强度的3晶型。
聚丙烯_蒙脱土纳米复合材料的制备与性能研究(1)

111 主要原材料 PP: 牌号 F401, 中国石化股份有限公司广州分
公司 ; PP2g2MAH: 自制 ; 钠基蒙脱土 (Na2MMT) :
收稿日期 : 2005 - 02 - 25 3 基金项目 : 广东省自然科学基金 (011544) 及广东省 “十五 ”科技攻关重大专项 (2003A1070202) 资助项目
自从日本丰田研究中心 Okada 等人 [ 1 ] 制备了 尼龙 6 /粘土纳米复合材料以来 , 聚合物 /粘土纳米 复合材料作为一种具有很大潜能的功能材料 , 其相 关的研究成为国内外关注的热点 。聚丙烯 ( PP)作 为五大通用塑料之一 , 其与粘土的纳米复合材料的 研究也格外受到关注 。一般通过熔融插层法来制备 聚丙烯 /粘土纳米复合材料 , 而相关研究工作主要 集中在如何解决 PP与粘土之间的相容性 。主要是 通过对粘土的有机改性和添加合适的相容剂来改善 两者的相容性 , 提高粘土在聚合物中的分散 [ 2, 3 ] 。 虽然 , 对 PP粘土纳米复合材料的性能进行了大量
动 , 到达 3172°处 , 对应的层间距为 2138nm; 由 曲线 c可知 OMM T2D 的衍射峰在 4103°, 层间距约 2119nm。这说明改性剂已经插入到蒙脱土的片层 之间 , 使蒙脱土的层间距变大 。将两种有机蒙脱土 的 XRD 谱图作比较可知 , OTAC改性效果较好 , 这 可能是因为 OTAC的烷基链比 DDBAC 的长 , 进入 层间后可获得较大的层间距 。
按配方将称量好的 PP、蒙脱土和 PP2g2MAH , 在广东湛江机械厂的 XKR2160 型热炼机上 , 采用 170℃的辊温混炼约 15分钟 , 在浙江湖州宏图机械 有限公司的 XLB 2D 型平板硫化机上 180℃热压成型 后冷压出片 , 用中国承德试验机厂的 HY2W 型万 能制样机制样 。
功能性聚氨酯丙烯酸酯材料的制备及功能探究

功能性聚氨酯丙烯酸酯材料的制备及功能探究随着科技的不断发展,材料学科也得到了长足的发展。
聚氨酯丙烯酸酯作为一种功能性材料,因其结构多样、性能优异而备受关注。
在制备聚氨酯丙烯酸酯的过程中,引入不同的官能团以实现不同的功能,如抗菌、光学透明等。
本文将探究聚氨酯丙烯酸酯材料的制备及功能。
一、材料制备聚氨酯丙烯酸酯是通过将异氰酸酯与丙烯酸酯进行共聚反应制备而来。
该反应需要引入低聚物、弹性体或交联剂,以控制聚合反应的产物结构。
同时,在反应过程中,还可以引入不同的官能团,如羟基、胺基等,以赋予材料新的功能性。
在制备过程中,还需注意控制反应的温度、反应时间等参数,以确保产品的基础性质。
例如,在温度超过170℃时,聚合物的分级反应将大大增加,降低产物的纯度;在反应时间过长时,则会导致产物结构的紊乱。
二、功能探究聚氨酯丙烯酸酯具有多种功能性能。
其中,与聚氨酯丙烯酸酯相关的官能团主要有以下几种:1. 羟基(-OH)引入羟基可使聚氨酯丙烯酸酯具有亲水性,从而提高材料的润湿性。
此外,羟基还可以与碳酸酯反应,形成具有光学性质的材料。
2. 胺基(-NH2)引入胺基可实现聚氨酯丙烯酸酯的抗菌性能。
当细菌与胺基官能团结合时,会破坏细胞壁和细胞膜,导致其死亡。
3. 其他官能团其他官能团可以通过共聚反应与聚氨酯丙烯酸酯结合,实现其他功能性能。
例如,玻璃或者金属粒子的添加可以增加聚合物的导电性;液晶材料的引入则可以实现光学响应性能等。
三、结论由于聚氨酯丙烯酸酯具有多种功能性能,且制备过程灵活、可控,因此应用领域非常广泛。
这种材料可以用于医学、环保、光电等多个领域,为现代技术的发展提供了基础性保障。
未来,聚氨酯丙烯酸酯材料的制备和功能探究还有待进一步深入研究,以利于更好的应用和发展。
可生物降解的聚氨酯丙烯酸酯材料的制备与应用

可生物降解的聚氨酯丙烯酸酯材料的制备与应用近年来,随着人们环保意识的提高和可持续发展理念的普及,生物降解材料成为新的研究热点。
在材料领域中,聚氨酯丙烯酸酯(PUA)正成为可生物降解材料的研究重点。
PUA具有许多优良的物理化学性质,如易加工、透明、高强度、良好的加工性和耐腐蚀性。
因此,将其应用于生物医学材料、包装材料等领域,具有广阔的前景。
一、PUA 材料的制备PUA 材料以聚环氧丙烷醇酸酯薄膜为主要基材材料,聚乙二醇、甘油丙二醇、聚己内酯、二异氰酸酯为共混材料制备而成。
材料制备过程中,可以采用自由基聚合法、辐射交联法、原子转移自由基聚合法等方法。
其中原子转移自由基聚合法作为一种优良的制备方法,可控性强,设定好反应时间和反应温度能够精确控制链长和分子量。
二、PUA 材料的性质PUA 材料具有较好的生物相容性和可生物降解性。
在生物医学领域,PUA 材料已经广泛应用于人体植入器官和修复组织的材料中。
在包装材料领域中,PUA 高透明、高强度、耐腐蚀的特点是其他材料不能比拟的。
因此,PUA 包装材料已经成为现代生产和生活的重要材料。
三、应用前景PUA 材料的制备和性质为其在生物医学和包装材料领域中的应用提供了条件和前景。
在生物医学领域中,PUA 材料已经应用到骨修复、组织重建、心脏瓣膜修复、麻醉药物载体等方面。
在包装材料领域中,PUA 包装材料被广泛应用于食品、药品、化妆品和电子的包装中。
然而,PUA 材料也存在一些问题。
例如,PUA 材料的原料成本较高,生产过程中产生的废弃物也对环境构成了一定的威胁。
此外,生物降解材料的降解时间长短也需要进一步优化。
四、未来展望目前,生物降解材料的研究仍处于初级阶段,科学家们必须探索更好的材料制备方式和应用领域。
在未来,随着技术的进步,生物降解材料将得到广泛应用,PUA 材料也将有望在更多的领域中得到应用和推广。
水性聚氨酯/有机蒙脱土纳米复合材料的制备与性能研究

关键词 : 蒙脱 土 ; 聚氨酯 ; 水性聚氨 酯 ; 纳米复合材料 ; 胶 粘 剂
中图分类号 : T Q 3 2 3 . 8 : T B 3 3 4 文献标志 码: A 文章 编 号 : 1 0 0 4 — 2 8 4 9 ( 2 0 1 3 ) 1 1 - 0 0 0 5 — 0 4
学纯 , 东 莞 东 豪 树脂 公 司 ; 二 羟 甲基 丙 酸 ( D MP A) , 工业级 , 瑞典 P e r s t o r 公司 ; 三乙胺 ( T E A) , 分 析纯 ,
上 海 凌 峰 化 学 试 剂 有 限 公 司 ;二 月 桂 酸 二 丁 基
可有 效 提高 其 与 聚合物 之 间 的相容 性 。 目前 常用 的
收 稿 日期 : 2 0 1 3 — 0 7 — 2 2 ; 修 回 日期 : 2 0 1 3 — 1 0 — 3 0 。 基金项 目: 结 构 化学 国 家重 点 实 验室 科 学 基 金项 目( 2 0 1 2 0 0 1 7 ) 。
( 1 . 华 南 理工 大学 化学 与化 工学 院 , 广 东 广 州 5 1 0 6 4 0 ; 2 . 中 国科 学 院结 构 化 学 国家 重点 实验 室 , 福建 福州 摘
要: 以I P D I ( 异佛尔酮二 异氰酸酯 ) 、 P B A( 聚 己二酸丁二醇 酯) 、 D MP A ( 二 羟 甲基 丙 酸 ) 和O MM T ( 有
后将 O MMT作 为 WP U 的改性 剂 ,制 备 出一 系列 不 同O MMT含量 的 WP U / 0 MMT纳米 复 合 材料 ;最 后 探讨 了 O MMT含量 对 纳米 复合 材 料 的热稳 定 性 、 疏 水性 和粘 接性 能 等影 响 , 并 优选 备 了 O MMT / WP U( 有 机 蒙 脱土 改 性 水 性 聚 氨 酯 ) 纳 米 复 合 材 料 。 采 用 红 外 光谱 ( F T — I R ) 法、 热失 重分 析 ( T G A) 法 等对该 纳 米复 合材 料的 结构 和性 能进 行 了表征 , 并考 察 了 O MM T含 量 对 该 纳 米
丙烯酸酯类聚氨酯/SiO2纳米复合材料制备及性能研究

1 2 仪 器设 备 .
电子万 能试 验机 : M 一6 0 C 14型 , 圳 市新 三 思 深 计量 技术 有 限公 司 ;
简支梁冲击试验机 : J 一 )J 5型 , ( 承德金建检测
仪器 有 限公 司 ;
摘要
用原位聚合法制备 丙烯 酸酯类聚氨f/ i: i SO 纳米复合 材料 ,  ̄ 通过透射 电子 显微 镜研 究 了纳 米 SO 在基 体 i:
中的分散情 况 , 并对材料 的力学性能和光 学 } 生能进 行 了研 究。结果表 明 , 纳米 SO 在 基体 中分散很 好 ; i: 当纳 米 SO i: 的质量分数 为 15 时, .% 复合 材料 的综 合 力 学性 能最佳 , 拉伸 强度、 其 断裂伸 长 率和 冲 击 强度 分 别为 3 .0 MP 、 4 2 a 5 .5 6 1 %和 8 .2k/ 与纯 丙烯酸 酯类聚氨 酯相 比分别提 高了 5 . 5 8 .9 15 Jm . 2 7 %、1 1 %和 1 9 ; 该复合材料 的透 光率 4% 且
异佛 尔 酮 一二 异 氰 酸 酯 (P I : 业 品 , 海 ID ) 工 上 和 氏璧化 工有 限公 司 ;
甲基 丙 烯 酸一 B羟 乙 酯 ( E A) 化学 纯 , 津 程及反应过程见图 1 。
14 性 能 测 试 . .
在 8% 以上。 0 关键词 纳 米 SO 丙 烯 酸 酯 类 聚 氨 酯 i, 原 位 复合 纳 米 复 合 材 料
丙烯 酸 酯类 聚 氨酯 大 单 体 … 具 有 高透 明性 、 耐 高温、 耐腐 蚀 等特 点 。这种 材料 在 高档 灯具 、 明器 照 材、 光学 材料 、 广告 材 料 、 医用玻 璃 、 建筑 玻 璃等 民用 透 明材料 领 域具有 广 泛 的应用 , 同时在 航 空航 天 、 飞 机、 军事等 领 域也 具 有 独 特 的性 能 优 势 。 随着 国际
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异 佛 尔 酮 二 异 氰 酸 酯 (P I : 业 品 , 海 和 ID ) 工 上 氏璧化 工 有 限公 司 ; 甲基 丙烯 酸 一 乙酯 ( E A) 化 学纯 , 羟 H M : 用无 水 硫 酸钠 干燥 过夜 , 除水 过滤后 备 用 , 津市 化学 试剂 天
T A公 司 。
13 试样 制备 .
() 1 MMT的有 机化 改性
将 5g钠 基 MMT分 散 加 入 20m o L蒸 馏 水 中 , 升 温至 6 ℃ , 续 搅 拌 4h 0 继 。将 一 定 量 季磷 盐 加 入 5 L蒸馏 水 和 5mL1% 的盐酸 的混 合溶 液 中 , 0m 0 摇 匀 , 声 振 荡 , 至 溶 液 呈 无 色 透 明 , 后 加 入 到 超 直 然 MMT悬浮 液 中一起 继续 搅 拌 6h 抽 滤 , , 去离 子水 反 复 洗涤 数次 , 至用 硝酸 银溶 液检 验无 氯 离子存 在 , 直
摘要
采用烯 丙基三苯基 氯化磷对 蒙脱 土( T) MM 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
(u / P A) MMT纳米复合材料 , 探讨 了改性 MM T用量对 P A MMT纳米复 合材料 性能 的影 响。结果表 明 , u/ 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
研 究所 ;
表 面被有 机 阳离子 的烷 基 分 子 链 覆 盖 , 而 使 其 表 从
面由亲水性变为亲油性 , 并且表面能降低 , 改善层间
微环境 , 加 了有 机 MMT与 高 分 子 的 亲 和 性 。 同 增 时烷 基分 子链 在片 层 间 以一 定 方 式 排列 , 使 层 间 可 距增 加 , 利 于 聚 合 物 单 体 或 大 分 子 插 层 到 片 层 有 中 J 因此 MM 。 T插层 聚 合 是制 备 高 性 能 复 合 材料
重 结 晶精 制 , 干燥 后 备用 , 津市福 晨 化学 试剂 厂 。 天
1 2 主 要 仪 器 .
x射 线 衍 射 ( R 仪 : 8 A vne型 , 国 x D) D dac 德
Bue 公 司 ; rk r
傅里 叶 变 换 红 外 光 谱 ( TR) : E s R 7 F I 仪 T N O 2
方少明 , : 等 聚氨酯丙烯酸酯/ 蒙脱土纳米复合材料的制备与研究
7
聚 氨 酯 丙 烯 酸 酯/ 蒙脱 土 纳 米 复 合 材 料 的 制备 与研 究
方 少 明 郭 良起 户 敏 周 立明 高 丽君 高 寅 岭
( 州轻工业 学院材料与化学工程 学院 , 州 郑 郑 4O0 ) 5 o 2
聚乙二 醇 :E 60, 学纯 , 无 水 硫 酸 钠 干燥 P G0 化 用 过夜 , 除水过 滤后 备用 , 津市 科密 欧 化学试 剂 开发 天
6 ℃下真空干燥 2 , 0 4h 研磨过 7 m筛 , 到 有 机 5 得
收稿 日期 :O 8 0 ・3 2 O -8l
8
工程塑料应用
钠 基 MMT: 业 品 , 江 丰 虹 粘 土 化 工 有 限公 工 浙
司;
烯 丙基 三 苯 基 氯 化 磷 ( 称 季 磷 盐 ) 化 学 纯 , 简 : 取适量 溶 于蒸 馏 水 中 , 其 加 入 6 o 水 中 加 热 溶 将 0【 =
解, 滤去不溶物 , 滤液旋蒸 , 白色固体 , 得 真空干燥后 备用 , 南京康满林化工实业有 限公司 ;
型 , 国 B1 e 公 司 ; 德 Ik r l
用范围宽及阻燃性强等优异性能 , 是新一代高效 、 广
谱、 低毒 杀菌 剂 。而 聚 氨酯 丙 烯 酸 酯 ( u 兼 具 有 P A) 聚 氨 酯 与 丙 烯 酸 酯 的 优 点 , 着 较 好 的 应 用 前 有 景 _ 。在 此 , 者 通过 离 子交 换将 不 饱 和 季 磷 盐 插 5 笔 层 到钠 基 MM T中 , 而将改 性 MMT与 P A材 料复 进 u 合 , 而 提高 复合 材料 的力 学性 能和 热稳 定性 , 且 从 并 有望 成为 一种 环保 、 长效 的抗 菌 材料 。
1 实验部 分 1 1 主要 原材 料 .
热重 ( G) 析 仪 : im n G D A 型 , 国 T 分 Da odT / T 美
P E公 司 ;
电子 拉 力 机 : MT一60 c 14型 , 圳 市 新 三 思 计 深
量技术 有 限公 司 ;
动态力 学 分 析 ( MA) : 国 Q 0 D 仪 美 8O型 , 国 美
二 月桂 酸二 丁 基 锡 ( B L : 析纯 , D T)分 中国远 航
试 剂厂 ( 海 ) 上 ; 偶 氮二 异 丁腈 ( l N) 化 学 纯 , 9 % 的 乙醇 AB : 用 5
的有效手段之一, 插层方法包括单体插层原 位聚合
法 和 聚合物 溶液 插层 法 。 在 MM 的有 机 化 处 理 中 , 层 剂 的 选 择 和 使 T 插 用 非常 关键 , 目前 长 烷 基 季 铵 盐 插层 剂 多见 文 献 报 道 _ 。季 磷盐 与 季铵 盐 结 构 相 似 , 季 磷 盐 的耐 2 J 但 热性 更好 , 其具 有低 泡沫 、 泥剥 离 能力强 、H适 且 粘 p
分 解 温度 和 断 裂 伸 长 率 分 别 达 到 了 3 1 8 和 9 .3 。 2 丙烯酸酯 蒙脱 土
纳米复合材料
蒙 脱 土 ( T) 有 独 特 、 然 的 纳 米 层 状 结 MM 具 天
中心 ;
构 , 间存在 N 、 层 a K 等可交换的无机 阳离子 , 有机