聚氨酯 二氧化硅纳米复合材料的合成与表征
聚氨酯/ 二氧化硅纳米复合材料的合成与表征摘要：为了取得具有优良分散性的纳米二氧化硅，增强纳米二氧化硅和PU基材的聚合。
纳米二氧化硅首先与一种新的高分子表面活性剂聚合成的聚（丙二醇）酯（PPG）和多聚磷酸（PPA）来改性，接着通过与一系列的聚氨酯（PU）/ 二氧化硅纳米材料进行原位聚合来制备。
通过红外光谱、扫描电镜(SEM)、x射线衍射和TGA，研究纳米二氧化硅的表面改性，微观结构以及纳米复合材料的性能。
研究发现，通过PU /二氧化硅纳米复合材料与PPG-P改进后的纳米二氧化硅具有良好的分散性。
聚氨酯的分段结构在纳米复合材料中没有受到纳米二氧化硅的影响。
前言：聚氨酯（PU）是非常受人关注的工业人造材料，其广泛应用在粘合剂业，服装业，合成皮革业，建筑业，自动化机械业等。
聚氨酯（PU）的聚合体，腐化性，抗辐射性，化学性和机械性能的研究受到广泛的关注。
现在，为扩大PU 的应用领域，学者开始向更深的领域对PU进行研究。
以聚合基物的纳米复合物比传统的高分子物质在机械性能，介电磁热光学和声学特性有更好的表现。
此外，一些专门针对填料及聚合物基质之间的界面相互作用的研究。
因此，将纳米材料聚合到PU是一个非常有前景的产业。
在过去的数十年，二氧化硅纳米材料已经广泛应用到高分子领域来提高高分子材料的耐热性，传导性，机械性和导电性。
然而，纳米材料的扩大应用和只表现出于高分子材料较少的差异性，它的应用更专注于减少它的尺寸。
为了能够使纳米材料更好的纳米粒子和聚合基物。
为实现纳米材料的分散性和产量提高的相互兼容，学者使用各种不同的改性剂，如trialkoxy硅烷、硬脂酸、溴化十六烷三甲基铵。
在合适的纳米粒子进行表面改性,不仅可以使得纳米材料在高分子材料中具有更好的分散性和性，也能够链接在高分子材料的化学和物理性质，这样更加能够在这两种互不兼容的材料中产生一种持久的化学联系。
本次试验致力于合成一种改性剂来提高纳米二氧化硅和PU基体的分散性和兼容性，以及通过良好的热稳定性制备一系列的PU /二氧化硅纳米复合材料。
PPG 是一种因成本低而倍受欢迎的多元醇。
在此项试验中，聚（丙二醇）磷酸酯合成PPG-P是通过PPG和多聚磷酸PPA的酯化反应获得。
这是一种新的高分子表面活性剂与-PO(OH)2作为曾和剂和PPG作为可溶性链造成的。
PPG - P可以很容易地以较低的成本合成，此外，它的长链烷基聚氨酯为基体的相同，因此，纳米改性聚氨酯它可以表现出与基体良好的分散性和兼容性。
除此之外，PPG - P是一个新的适用改性剂合成聚氨酯复合材料，纳米二氧化硅然后就通过PPG- P和纳米复合材料的PU/二氧化硅了一系列原位聚合制备出来。
再通过红外光谱、扫描电镜(SEM)、x射线衍射和TGA，研究纳米二氧化硅的表面改性，微观结构以及纳米复合材料的性能。
图1 纳米二氧化硅的SEM照片2. 实验性2.1 材料纳米二氧化硅材料是由通化双龙集团化工有限公司用直径大约30纳米的材料生产的见图1。
2,2-双（羟甲基）丙酸（DMPA的）购自阿尔法Aesar，美国。
甲苯二异氰酸酯（TDI）的，二月桂酸二丁基锡（DBTL），三羟甲基丙烷（TMP）的，2,5-二甲基呋喃（DMF）的都是实验级别。
质量为1000的聚（丙二醇）（PPG）和（PPA）作为接受介质。
2.2 PPG磷酸酯的合成PPG-P通过1摩尔的PPA和3摩尔的PPG在85℃下连续3小时搅拌中反应获得。
反映方程式见图2.通过电位滴定法测出此膦酸酯的质量分数达到90％以上。
图2 PPG磷酸酯的合成酯化过程2.3. 纳米二氧化硅粒子的表面修饰与改性接枝反应在80℃下干燥的纳米二氧化硅进行了悬浮在水中的机械搅拌反应。
将固定质量的PPG - P的溶解在乙醇和纳米二氧化硅混合的瓶，并保持温度为4小时80℃的连续搅拌。
收集的沉淀用蒸馏水洗3次以去除副产物，然后在70℃在真空条件下再进行24小时干燥。
2.4. PPG/二氧化硅分散性备1克的空白或经表面处理剂纳米二氧化硅在超声波环境下30分钟充分溶入到10毫升丙酮溶液中。
接着，将20克的PPG是放到的混合物中静置。
再将混合物悬浮在80℃的搅拌4小时。
这样就能获得空白和表面处理PPG/二氧化硅分散体2.5. PU和PU/二氧化硅纳米复合材料的制备准备一个玻璃制的带机械搅拌，一个可充电和取样接口，氮的进口和出口用来分开和冲入过量的TDI（在纯净的PU中取得没有纳米二氧化硅分散剂的PPG）,反应在80℃的条件下进行2小时。
然后降低温至60℃并加入DMPA让其和异氰酸酯(-NCO)反应2小时。
在此过程中，加入丙酮来降低粘度。
最后，将TMP加入到混合物中并搅拌书分钟，再将混合物真空脱气10分钟。
然后将混合物倒进一个聚四氟乙烯模具仲，再在80℃的烤箱中静置8小时。
然后我们就获得了纯净的PU 和PU /二氧化硅纳米复合材料。
2.6. 特性描述用扫描电子显微镜（SEM）(XL30 ESEM FEG)来观察纳米二氧化硅的分散性，结构以及其纳米复合体。
所有的观察样本在SEM进行超声波观察前先涂上黄金，然后二氧化硅的粉末均匀地分散在乙醇中，在液氮中取得的有冰冻外层的PU /二氧化硅纳米复合材料的温度将被测出。
液态的PPG/二氧化硅分散体由旋转粘度计在25℃的NDJ-5S进行含量测定。
傅里叶变换红外(FTIR)光谱的样品在波数范围从4000至400毫米，分辨率4毫米使用JIR 1 -JEOL 5500(室温)分光光度法考察了压缩的KBr球团矿。
PU /二氧化硅纳米复合材料的结构使用X衍射线进行分析。
SHIMADZU XRD-6000衍射仪用Ni-lteredCuK 射线，在2Â范围为10度到60度，每分钟6度的扫描速率进行扫描。
热重分析(TGA)使用DTG60H(SHIMAPZU)分析仪。
Nano-二氧化硅2大约5毫克样本在氮流量从50℃到900℃，升温速率的20℃/分钟进行。
纯PU和聚氨酯纳米复合材料在空气从50℃到900℃，升温速率的20℃/分钟。
以上两种样品的质量大约为5毫克。
3. 结果和讨论3.1. PPG-P 和纳米二氧化硅的性质描述3.1.1. 二氧化硅分散体的多元醇流变纳米二氧化硅分散前，我们应该确定的聚丙二醇(PPG-G)的数量。
在一个典型的扩散试验中、PPG中的纳米二氧化硅2在的含量为5%，再混合一定数量的PPG-P,然后进行机械搅拌。
图3 PPG- P的色散粘度影响。
以每分钟12转速测出的布鲁克费尔德粘度结果以及在图3显示的PPG-P的数量。
另外由于PPG-G加入到导致PPG/二氧化硅复合体粘度大量下降断裂成细小颗粒并形成循环。
但此后，PPG-P的粘度开始上升，可能是由于接触面积扩大导致。
其粘度的色散达到最低的0.2%的百分比。
因此，应先对PPG-P的数量进行测定。
3.2 红外光谱红外光谱方法验证了纳米二氧化硅与PPG-P相互发生反应。
图4显示了傅里叶变换红外光谱进行了表征纳米粒子的空白,表面经二氧化硅颗处理的PPG-P,单独的PPG-P。
图4 红外光谱（a）空白纳米二氧化，（b）表面处理的纳米二氧化硅，以及（c）PPG- P在光谱特征的群体,PPG-P在常规振动中发现存在的官能团磷酸酯。
这个-OH 拉伸振动观察频段为3400毫米。
在2800~3000毫米的范围对–CH2进行对称和反对称的模式观测。
在频段为1400毫米到1480毫米对–CH2进行剪裁震动。
在1347毫米弱频段发现–CH2摇摆震动，而其在频段1311毫米则发生扭转。
频段在1100毫米到1740毫米是由于P= O的振动吸收导致的，而在1013毫米的峰点则是由于P=O=C导致的。
在空白的纳米二氧化硅谱，峰值在468毫米是Si - O- Si键摇摆振动吸收，峰值在808毫米的是分配给Si - O键弯曲振动吸收。
该群体在1100毫米是由于Si - O 键的不对称伸缩振动吸收导致的。
在经过表面化处理的纳米二氧化硅，除了高峰值是由于空白二氧化硅导致的，2984毫米和2920毫米则是由于烷基的出现导致的。
由于残余（没有参加反应）的PPG-P在乙醇萃取中被移除，以上提到的峰值都说明了PPG-P嫁接到纳米二氧化硅的实验已经成功了。
3.3. 热重分析(TGA)为了研究PPG-P加入到纳米二氧化硅的热稳定性影响，空白经表面处理的纳米二氧化硅由TGA进行分析，图5显示出空白经表面化处理的纳米二氧化硅的TGA曲线。
对于空白的纳米粒子，在50-200℃有轻微的质量减少情况是由于水的解吸造成的。
另外在340℃的轻微质量坚守则是由于水从粒子表面的羟基造成的。
图5 热重曲线（a）空白纳米二氧化硅，和（b）表面处理的纳米二氧化硅。
另一方面，表面处理的纳米二氧化硅显示了一个明显的质量减轻由近250℃直到750℃，这个可以归因于氧化大规模的PPG- P的热分解链。
3.4 纯PU和PU/二氧化硅纳米复合物的性质3.4.1 光谱学分析图六显示了PU和PU/二氧化硅纳米复合物在红外线分析下的分子结构。
纳米二氧化硅的重量百分比在纳米复合物中是3%。
在所有的光谱范围内都可以观察到-NH和-OH的在3200-3500cm-1范围内的红的对称和反对称的连接模式出现在2800-3000cm-1的范围。
在外伸缩震动。
-CH2的断裂的震动。
在1360cm-1附近发1480-1400cm-1的范围内观察到的聚合是有-CH2的扭曲出现聚现的低聚合是由于亚甲基群得摇摆震动，而在1311cm-1处由于-CH2合。
-C=O是最独特的聚合物因为它的高聚合度和1710-1750cm-1这个独特的光波范围。
芳香族化合物的一个特性，-C=C在约1600cm-1处延伸，同时-CH在3000cm-1（3040-3200cm-1）上延伸。
高聚合发生在1530cm-1的位置当-CN和-NH连接时。
图6 红外光谱（a）纯PU，（二）聚氨酯/ 空白二氧化硅，以及（c）聚氨酯/ 二氧化硅的表面处理。
在PU和PU/二氧化硅纳米复合物的光波比较中，拥有独特功能群的的复合物的最好点与纯PU是差不多的，这意味着，PU的成分结构是没有受到纳米二氧化硅的影响的。
由此可见，是否有二氧化硅的聚合物对PU的主要化学结构不会产生很大的改变。
3.5 X射线衍射为了研究PU和PU/二氧化硅纳米复合物的结构，要对样本进行X射线衍射的分析。
图七说明了PU和PU/二氧化硅纳米复合物在X射线衍射下的模式。
对于所有的PU和PU/二氧化硅纳米复合物，在2θ = 20.0。
处都出现了广泛的高峰值，而且，所有的PU和PU/二氧化硅纳米复合物都显示了相似的X射线衍射高峰值特征。
那么样本的X射线衍射结果透露了这些样本对于半晶体和非晶体来说是典型的。
图7 XRD图谱（a）纯PU，（b）聚氨酯/ 空白二氧化硅，以及（c）聚氨酯/表面处理二氧化硅。
《水性聚氨酯-纳米SiO2复合材料制备及老化性能研究》范文
《水性聚氨酯-纳米SiO2复合材料制备及老化性能研究》篇一水性聚氨酯-纳米SiO2复合材料制备及老化性能研究一、引言随着科技的进步和环境保护意识的提升，环保型水性聚氨酯材料因具有优异的物理机械性能、良好的耐候性和环保性，在涂料、胶黏剂、皮革、纺织等领域得到了广泛应用。
近年来，通过引入纳米材料来改善水性聚氨酯性能已成为研究热点。
本篇论文以水性聚氨酯与纳米SiO2的复合材料为研究对象，通过实验对其制备过程和老化性能进行深入的研究。
二、材料与方法1. 材料水性聚氨酯（WPU）、纳米SiO2、助剂等。
2. 制备方法（1）将水性聚氨酯与适量的纳米SiO2混合，通过机械搅拌使其均匀分散；（2）加入适量的助剂，提高复合材料的稳定性和性能；（3）在适当的温度和压力下，将混合物进行热处理，制备出复合材料。
3. 实验方法采用红外光谱、扫描电镜等手段对复合材料的结构与性能进行表征；通过加速老化实验，研究其老化性能。
三、结果与讨论1. 复合材料的制备通过上述方法成功制备了水性聚氨酯/纳米SiO2复合材料。
实验过程中发现，纳米SiO2的加入能够显著提高水性聚氨酯的稳定性，并改善其力学性能和耐候性能。
2. 复合材料的结构与性能（1）红外光谱分析表明，纳米SiO2与水性聚氨酯成功复合，两者之间存在化学键合作用；（2）扫描电镜观察显示，纳米SiO2在水性聚氨酯基体中分散均匀，有效提高了基体的力学性能和耐候性能；（3）力学性能测试表明，与未添加纳米SiO2的水性聚氨酯相比，复合材料具有更高的拉伸强度和更好的抗冲击性能。
3. 复合材料的老化性能通过加速老化实验发现，水性聚氨酯/纳米SiO2复合材料具有优异的老化性能。
在紫外光、高温等恶劣环境下，复合材料的物理机械性能和耐候性能均表现出较高的稳定性。
这主要归因于纳米SiO2的加入，提高了水性聚氨酯的抗老化性能。
四、结论本篇论文通过实验研究了水性聚氨酯/纳米SiO2复合材料的制备过程及老化性能。
《2024年水性聚氨酯-纳米SiO2复合材料制备及老化性能研究》范文
《水性聚氨酯-纳米SiO2复合材料制备及老化性能研究》篇一水性聚氨酯-纳米SiO2复合材料制备及老化性能研究一、引言随着现代科技的不断发展，聚氨酯（PU）作为高性能聚合物，具有独特的力学、热学及电学性质，已被广泛应用于各领域。
尤其是水性聚氨酯（WPU）因其绿色环保的特性而受到广泛的关注。
将纳米材料引入聚氨酯体系中，能够有效地提高其性能。
本篇论文旨在研究水性聚氨酯与纳米SiO2复合材料的制备方法，以及其老化性能。
二、水性聚氨酯/纳米SiO2复合材料的制备首先，要了解复合材料的制备方法。
本研究采用了物理共混法和化学交联法两种方法来制备水性聚氨酯/纳米SiO2复合材料。
具体操作过程包括选择合适的前驱体，对SiO2进行纳米级别的制备与表面处理，然后与水性聚氨酯进行混合或交联反应。
（一）物理共混法物理共混法是一种简单有效的制备方法。
首先，将纳米SiO2与水性聚氨酯进行混合，通过搅拌和分散的方式使两者均匀混合。
然后，通过调节混合比例和分散条件，得到具有不同SiO2含量的复合材料。
（二）化学交联法化学交联法通过在反应过程中引入化学键合作用，使纳米SiO2与水性聚氨酯之间产生更强的相互作用。
首先，将水性聚氨酯进行适当的预处理，然后与纳米SiO2进行反应，形成稳定的化学交联结构。
三、老化性能研究复合材料的老化性能对于其在应用环境中的性能稳定性和使用寿命具有重要意义。
本研究对制备得到的水性聚氨酯/纳米SiO2复合材料进行了多种条件下的老化实验。
（一）热老化实验在高温环境下，复合材料的性能会受到一定的影响。
通过在高温环境中对复合材料进行热老化实验，观察其性能变化情况。
通过对比不同SiO2含量的复合材料在热老化后的性能变化，评估其耐热性能的改善程度。
（二）紫外老化实验在阳光或紫外线辐射的照射下，水性聚氨酯的表面会发生光氧化反应，导致性能下降。
通过进行紫外老化实验，研究不同条件下紫外辐射对复合材料性能的影响，并评估其抗紫外老化的能力。
《水性聚氨酯-纳米SiO2复合材料制备及老化性能研究》
《水性聚氨酯-纳米SiO2复合材料制备及老化性能研究》篇一水性聚氨酯-纳米SiO2复合材料制备及老化性能研究一、引言随着科技的进步和环境保护意识的提升，环境友好型的水性聚氨酯（WPU）因其出色的物理、化学和机械性能逐渐成为研究热点。
在众多的研究领域中，通过纳米技术的引入，将纳米SiO2与水性聚氨酯复合，形成复合材料，其性能得到显著提升。
本篇论文将针对水性聚氨酯/纳米SiO2复合材料的制备过程以及其老化性能进行详细的研究与讨论。
二、材料制备（一）实验材料本实验所使用的主要材料为水性聚氨酯（WPU）、纳米SiO2等。
（二）制备过程制备过程主要分为三个步骤：首先，将水性聚氨酯进行预处理；其次，将预处理后的水性聚氨酯与纳米SiO2进行混合；最后，进行复合材料的固化处理。
（三）制备工艺参数本实验中，我们通过调整纳米SiO2的含量、混合温度、混合时间以及固化温度等参数，以寻找最佳的制备工艺。
三、复合材料的性能研究（一）物理性能通过对复合材料的拉伸强度、断裂伸长率等物理性能的测试，我们发现纳米SiO2的引入显著提高了水性聚氨酯的物理性能。
（二）化学性能通过化学稳定性测试，我们发现复合材料具有较好的耐酸碱、耐溶剂等化学性能。
（三）机械性能利用扫描电子显微镜（SEM）等设备对复合材料的微观结构进行观察，我们发现纳米SiO2在复合材料中形成了均匀的分散，这有助于提高材料的机械性能。
四、老化性能研究（一）热老化性能我们将复合材料进行热老化处理，通过对比处理前后的物理、化学和机械性能，发现复合材料具有较好的热稳定性。
（二）光老化性能通过紫外光照射实验，我们发现复合材料在紫外光照射下表现出良好的抗光老化性能。
（三）综合老化性能评价综合考虑热老化和光老化等因素，我们发现水性聚氨酯/纳米SiO2复合材料具有出色的老化性能，能够满足多种复杂环境下的使用需求。
五、结论本篇论文详细研究了水性聚氨酯/纳米SiO2复合材料的制备过程及其老化性能。
《水性聚氨酯-纳米SiO2复合材料制备及老化性能研究》范文
《水性聚氨酯-纳米SiO2复合材料制备及老化性能研究》篇一水性聚氨酯-纳米SiO2复合材料制备及老化性能研究一、引言随着现代科技的不断发展，聚氨酯（PU）作为高性能聚合物，具有独特的力学、热学及化学性能，在众多领域得到了广泛应用。
然而，传统聚氨酯材料在长期使用过程中易出现老化问题，导致其性能下降。
为了改善这一状况，本文提出了一种新型的水性聚氨酯/纳米SiO2复合材料制备方法，并对其老化性能进行了深入研究。
二、材料制备1. 材料选择实验选用水性聚氨酯、纳米SiO2及助剂等作为原料。
其中，水性聚氨酯作为基体材料，纳米SiO2作为增强材料。
2. 制备过程（1）将水性聚氨酯与适量的助剂混合，搅拌均匀；（2）将纳米SiO2加入上述混合液中，进行超声分散处理；（3）将分散均匀的混合液进行浇注、固化，得到水性聚氨酯/纳米SiO2复合材料。
三、性能研究1. 物理性能通过扫描电子显微镜（SEM）观察复合材料的微观结构，发现纳米SiO2均匀地分散在水性聚氨酯基体中。
这有助于提高复合材料的力学性能和热稳定性。
2. 力学性能对复合材料进行拉伸、压缩等力学性能测试，结果表明，纳米SiO2的加入显著提高了聚氨酯的力学性能。
复合材料的拉伸强度、压缩强度及模量均有所提高。
3. 热稳定性通过热重分析（TGA）和差示扫描量热法（DSC）对复合材料的热稳定性进行研究。
结果表明，纳米SiO2的加入提高了聚氨酯的热分解温度，显著提高了其热稳定性。
四、老化性能研究1. 老化实验方法将复合材料置于不同温度、湿度及光照条件下进行加速老化实验，模拟实际使用过程中的老化过程。
2. 老化性能分析（1）外观变化：通过观察老化前后复合材料的外观变化，评估其抗老化性能；（2）力学性能：对老化后的复合材料进行拉伸、压缩等力学性能测试，分析其力学性能的变化；（3）热稳定性：通过TGA和DSC分析老化后复合材料的热稳定性变化。
五、结果与讨论经过对水性聚氨酯/纳米SiO2复合材料的老化性能研究，得出以下结论：1. 纳米SiO2的加入显著提高了水性聚氨酯的抗老化性能。
《水性聚氨酯-纳米SiO2复合材料制备及老化性能研究》
《水性聚氨酯-纳米SiO2复合材料制备及老化性能研究》篇一水性聚氨酯-纳米SiO2复合材料制备及老化性能研究一、引言随着科技的不断进步，复合材料在众多领域得到了广泛的应用。
其中，水性聚氨酯/纳米SiO2复合材料因其优异的物理性能和良好的环境适应性，成为了当前研究的热点。
本文旨在研究水性聚氨酯/纳米SiO2复合材料的制备过程及其老化性能，以期为该类材料在实际应用中提供理论依据。
二、材料制备1. 材料选择本实验选用水性聚氨酯树脂、纳米SiO2以及适量的溶剂等为原料。
其中，水性聚氨酯树脂具有良好的成膜性、粘结性和耐候性；纳米SiO2则因其优异的物理性能和化学稳定性，常被用于复合材料的增强。
2. 制备过程将水性聚氨酯树脂与溶剂混合，充分搅拌至均匀后，加入纳米SiO2进行共混。
通过调节共混比例、温度和搅拌速度等参数，制备出不同配比的复合材料。
随后，将复合材料进行真空脱泡处理，以消除材料中的气泡。
最后，将脱泡后的复合材料涂布于基材上，干燥后得到所需的复合材料。
三、性能测试1. 力学性能测试通过拉伸试验测试复合材料的拉伸强度、断裂伸长率和硬度等力学性能指标。
结果表明，随着纳米SiO2含量的增加，复合材料的力学性能得到显著提高。
2. 热稳定性测试采用热重分析仪测试复合材料的热稳定性。
结果表明，纳米SiO2的加入可提高复合材料的热稳定性，有效延缓了材料的热降解过程。
3. 老化性能测试通过人工加速老化试验，模拟复合材料在自然环境中的老化过程。
通过对比老化前后复合材料的性能变化，评估其老化性能。
四、老化性能研究1. 老化过程及机理在人工加速老化过程中，复合材料表面逐渐出现裂纹、变色等现象。
通过分析老化过程中的化学变化和物理性能变化，发现纳米SiO2的加入可有效延缓复合材料的老化过程。
这主要归因于纳米SiO2的优异性能和良好的分散性，使得复合材料在老化过程中具有更好的稳定性和耐候性。
2. 老化性能评价通过对比不同配比复合材料的老化性能，发现纳米SiO2含量较高的复合材料在人工加速老化试验中表现出更好的性能稳定性。
光固化水性聚氨酯_SiO_2纳米复合乳液的合成和膜性能
第26卷第11期高分子材料科学与工程Vol.26,N o.112010年11月POLYMER MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERINGNo v.2010光固化水性聚氨酯/SiO 2纳米复合乳液的合成和膜性能张胜文,姜思思,沈利亚,江金强,刘晓亚(江南大学化学与材料工程学院,江苏无锡214122)摘要:以异佛尔酮二异氰酸酯、聚乙二醇、2,2 双羟甲基丙酸、甲基丙烯酸 2 羟基乙酯(HEM A)为主要原料,通过丙酮法合成光固化水性聚氨酯丙烯酸酯预聚体,三乙胺中和后原位引入纳米二氧化硅水溶胶制备光固化水性聚氨酯/二氧化硅纳米复合乳液(WP U/SiO 2)。
研究了纳米二氧化硅对复合乳液粒径、黏度以及复合膜微观结构和力学性能的影响。
经X 射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM )和原子力显微镜(AFM )对复合膜微观结构分析表明,纳米二氧化硅与聚氨酯之间存在很好的相互作用,纳米二氧化硅均匀分散在聚氨酯基体中。
动态力学分析表明纳米二氧化硅可提高复合膜的储能模量。
关键词:紫外光固化;水性聚氨酯;纳米二氧化硅;膜性能中图分类号:T B383 文献标识码:A 文章编号:1000 7555(2010)11 0009 04收稿日期:2010 07 05基金项目:国家自然科学基金资助项目(51003041),中央高校基本科研业务费专项资金资助(JUS RP11004)通讯联系人:张胜文,主要从事聚合物乳液及涂料研究, E mai l:zsw 0825@近年来,紫外光固化水性聚氨酯乳液(WPU )因具有综合性能好、高效、环保等优点而受到国内外研究人员的广泛关注[1~3]。
但是光交联聚氨酯乳胶膜的力学性能还不能与传统交联聚氨酯膜性能相媲美,从而限制了该乳液在涂层材料领域的广泛应用。
纳米二氧化硅具有高硬度、低折光指数等优点,被广泛用于增强聚合物体系。
Kim H K [4],Wang D N [5],Shu K D [6]在WPU 中引入气相二氧化硅或二氧化硅水溶胶使其与光固化水性聚氨酯乳液进行物理共混,但是由于纳米二氧化硅很难在复合体系中达到纳米级分散,且两者之间缺乏很好相互作用,故聚氨酯复合膜力学性能提高有限。
聚氨酯二氧化硅纳米复合材料的合成与表征（精）
聚氨酯/ 二氧化硅纳米复合材料的合成与表征摘要：为了取得具有优良分散性的纳米二氧化硅，增强纳米二氧化硅和PU基材的聚合。
纳米二氧化硅首先与一种新的高分子表面活性剂聚合成的聚（丙二醇）酯（PPG）和多聚磷酸（PPA）来改性，接着通过与一系列的聚氨酯（PU）/ 二氧化硅纳米材料进行原位聚合来制备。
通过红外光谱、扫描电镜(SEM)、x射线衍射和TGA，研究纳米二氧化硅的表面改性，微观结构以及纳米复合材料的性能。
研究发现，通过PU /二氧化硅纳米复合材料与PPG-P改进后的纳米二氧化硅具有良好的分散性。
聚氨酯的分段结构在纳米复合材料中没有受到纳米二氧化硅的影响。
前言：聚氨酯（PU）是非常受人关注的工业人造材料，其广泛应用在粘合剂业，服装业，合成皮革业，建筑业，自动化机械业等。
聚氨酯（PU）的聚合体，腐化性，抗辐射性，化学性和机械性能的研究受到广泛的关注。
现在，为扩大PU的应用领域，学者开始向更深的领域对PU进行研究。
以聚合基物的纳米复合物比传统的高分子物质在机械性能，介电磁热光学和声学特性有更好的表现。
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因此，将纳米材料聚合到PU是一个非常有前景的产业。
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为实现纳米材料的分散性和产量提高的相互兼容，学者使用各种不同的改性剂，如trialkoxy硅烷、硬脂酸、溴化十六烷三甲基铵。
在合适的纳米粒子进行表面改性,不仅可以使得纳米材料在高分子材料中具有更好的分散性和性，也能够链接在高分子材料的化学和物理性质，这样更加能够在这两种互不兼容的材料中产生一种持久的化学联系。
本次试验致力于合成一种改性剂来提高纳米二氧化硅和PU基体的分散性和兼容性，以及通过良好的热稳定性制备一系列的PU /二氧化硅纳米复合材料。
纳米SiO2／聚氨酯一含氟丙烯酸酯杂化乳液的合成与表征
关 键 词 ：种 子 乳 液 聚 合 ；改 性 纳 米 ｓＯ ；含 氟 丙 烯 酸 酯 ；疏 水 性 ；反 相 核 壳 结 构 ｉｚ
ＤＯＩ ０ ３ ６ ／．ｓｎ ０ ３ — １ ７ ２ １ ． ４ ０ ２ ：１ ． ９ ９ ｊｉｓ ． ４ ８１ ５ ． ０ ２ ０ ． ４
中 图分 类 号 ：Ｔ ３ ６ ３ ４ ＴＢ ３ ３ Ｑ １ ． ３ ； ８
Ｇｕ ｎ ｚ ｏ １ ６ ０，Ｇｕ ｎ ｄ ｎ ａ ｇ ｈ ｕ５ ０ ４ ａ ｇ ｏ ｇ，Ｃ ｉ ａ ｈｎ ）
Ａｂ ｔａ ｔ ｓｒ ｃ ：Ａ ｏ ｅｓ ｅｌｔ ｐ ａ ｏ Ｓ Ｏ２ ｐ ｌ ｕ ｅ ｈ ｎ —ｌｏ ｉａ ｅ ｃ ｙａ ｅ （ ｉ ／ ｃ ｒ－ ｈ ｌ ｙ ｅ ｎ ｎ — ｉ ／ ｏｙ ｒ ｔ ａ ｅｆｕ ｒｎ ｔ ｄ ａ ｒ ｌｔ ＳＯ２ ＦＰＵＡ） ｈ ｂ ｉ ｍｕ ｓｏ ｙ ｒｄ ｅ ｌｉｎ
ｐ ｌ ａ ｒ ｌ ｔ ｂ ｉ ｍ ｕ ｓｏ ｏ ｙ ｃ ｙ ａ ｅ ｈｙ ｒ ｄ ｅ ｌｉ ｎ
ＨＵＡＮＧ ｅ Ｓ ｎ。ＸＩ Ａｏ ｎｙ ｎ，ＰＡＮ ｉｏ Ｘｉ ａ Ｊ ｒ ｎｇ （ ｃ ｏ ｌ ｆ Ｃｈ ｍｉｔｙａ ｄ Ｃｈ ｍｉａ ｇ ｎ ｅｉ ｇ，Ｓ ｕ ｈＣ ｉａ Ｕｎｖ ｒｉｙ ｏ ｃ ｎ ｌｇＹ， Ｓ ｈ ｏ ｅ ｓｒ ｎ ｅ ｃ ｌＥｎ ｉｅ ｒｎ ｏ ｏ ｔ ｈ ｎ ｉ ｅｓｔ ｆ Ｔｅｈ ｏｏ
文 献 标 志 码 ：Ａ
文 章 编 号 ：０ ３ — １ ５ （ ０ ２ ０ — １ ０ 一Ｏ ４８ １７ ２１） ４ ３１ ７
Ｓ ｎ ｈ ｓｓａ ｄ ｃ ａ ａ ｔｒｚ ｔ ｎ ｏ ａ ｏＳ Ｏ ／ ｏｙ ｒｔ ａ ｅｆ ｏ ｉａ ｅ ｙ ｔ ｅｉ ｎ ｈ ｒ ｃｅ ｉａｉ ｆｎ ｎ － ｉ ２ ｐ ｌｕ ｅｈ ｎ —ｌ ｒｎ ｔｄ ｏ ｕ
聚氨酯弹性体／Mg(OH)2纳米复合材料的制备与表征
教高［０ ５ ４ ｌ ２ ０ １６ 号）
维普资讯
第 ２朗
付 青 存 ． ． 氨 酯 弹 性 体 Ｍｇ （Ｈ） 纳 米 复 合 材 料 的 制 备 与表 征 等 聚 （） 。
的提 高瞳 ，而 且还 可 以增 加 聚 氨酯 的难 燃 性 ， ］ 耐水解 性 、 耐热 性及 抗 老化 性 等功 能 特性 Ｌ 。有 ５ ］
合 材料 ， 以提 高材料 的模量 、 力学性 能及满 足 电缆
难 燃性 等 的应用 要求 。
１ 实验 部 分
１ １ 原 材 料 ．
作者简 介： 付青存 （９ ０一） 女 ， 南南 阳人 ， １８ ． 河 硕士 研 究
生 ， 要 研 究 方 向为 聚 氨酯 弹性 体 及 其 纳 米 复 合材 料 。 主 ＊河 南 省 高 等 学 校 青 年 骨 干 教 师 基 金 资 助 计 划 项 目： 锡 科 达 仪 器 厂 ； 无 ＫＱ２ ０ Ｄ ２ ０ Ｂ型数 控超 声 波清 洗器 ： 山市 超 声 波 昆
聚氧 四 甲基 醚二醇 （ ＴＭＧ Ｍ 一 ｌ ０ ） 聚 Ｐ ０‘ ０ 、 丙二 醇醚二 醇 （ Ｐ Ｍｎ ｌｏ ｏ ： 业 级 ， 台 Ｐ Ｇ， — ｏ ） 工 烟 合成革 厂 ； 苯 基 甲烷 二 异 氰 酸 酯 （ Ｉ ： 二 ＭＤ ） 工业 级 ， 台万华 聚氨 酯股份 有 限公 司 ； ， 丁二 醇 ： 烟 ｌ ４一 工业 级 ， 日本 三菱 株 式 会 社 ； 纳米 Ｍｇ ＯＨ） ： （ 大 连 富美 达新材 料科 技有 限公司 。
度保 留 ９ ％ 。Ｘ Ｄ 测 试 显 示 复合 材 料 中无 明 显 结 晶。 氧 指 数 （（ 测定 显 示 ． 米 Ｍｇ Ｏ 。的 加 入 ， ３ Ｒ Ｉ） ） 纳 （ Ｈ） 可 明 显提 高 复合 材 料 的 难 燃 性 能 、 当其质 量 分 数 为 ５ 时 ． 指 数 可达 ３ 。 氧 ｌ 关键词 ： 聚氨 酯 弹性 体 ； 米 Ｍｇ ＯＨ） ； 合 材 料 ； 备 ； 学 性 能 纳 （ ｚ复 制 力
自由基法制备交联聚氨酯-丙烯酸酯二氧化硅纳米复合材料
与 １０mLTHF 在烧瓶中混合,再将 １．
６６mL 聚乙
二醇(
PEG)缓慢加入到烧瓶中,在氮气保护下,于
６０℃ 下 预 聚 ３h. 然 后,将 烧 瓶 中 的 物 质 冷 却 至
５０℃ ,并缓慢向 烧 瓶 中 加 入 ０．
用.S
iO２ 粒子 和 硅 醇 基 团 与 聚 氨 酯 链 之 间 的 强
相 互 作 用,可 以 使 其 在 聚 氨 酯 基 体 中 高 度 分 散.
然而,
S
iO２ 与聚合物的简 单 共 混 往 往 存 在 着 一 些
问题,因为 S
iO２ 中 含 有 大 量 的 羟 基,所 以 会 由 于
两相之间的弱相互作用而聚集在一起.为了克服
iO２)的制备
将 ２．
５gS
iO２ 混 合 在 １００ml蒸 馏 水 中,超 声
处理 ３０mi
n. 然 后,加 入 １．
５g NaOH,在 ６０℃ 下
搅拌２４h 后,逐步加入醋酸中和.最后,将混合物
离心１０mi
n,用甲醇洗涤产物,在８０℃ 的温度下干
燥一天,得到 HS
iO２ .
１．
３ 用 MPS对 HS
比,纳米复合材料 在 聚 合 物 基 体 与 纳 米 填 料 之 间
存在强 烈 的 相 互 作 用 而 受 到 广 泛 关 注. 聚 氨 酯
(
PU)是一种可广泛应用的高分子材料,可应用于
复合 材 料、涂 料、软 质 和 硬 质 泡 沫、粘 合 剂 和 密 封
剂等方面.聚 氨 酯Ｇ丙 烯 酸 酯 (
PUA)是 一 种 以 丙
第 ５０ 卷 第 ６
期
自由基法制备交联聚氨酯Ｇ丙烯酸酯/二氧化硅纳米复合材料