聚氨酯插层粘土纳米复合材料
《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》
《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。
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
纳米粘土的形貌与表面结构对水性聚氨酯复合胶粘剂性能的影响
尽 管 水 性 聚 氨 酯 材 料 具 有 出 色 的 力 学 性 能 、 粘 附 性 能 强 与 低 有 机 挥 发 物 等 优 点 ， 但 与 溶 剂 型 聚 氨 酯 材 料 相 比 ， 水 性 聚 氨 酯 的 分 子 量 较 低 、 分 子 链 间 缺 少 交 联 和 耐 水 性 差 等 缺 点 限 制 了 它 的 广 泛 应 用 ｎ 。 随 着 纳 米 技 术 的 发 展 ， 越 来 越 多 的 研 究 人 员 尝 试 使 用 纳 米 材 料 来 改 性 水 性 聚 氨 酯 ， 以期 获 得 性 能 优 异
的 蒙 脱 土 ， 其 层 间 含 有 大 量 的Ｎａ 和 Ｃａ ，且 粘 土 层 含 有 大 量 的羟 基 ，所 以可 以通 过 上 述
２种 方 法 对 其 改 性 。 而 对 于 一 维 的 非 膨 胀 性 粘 土 ， 凹 凸 棒 土 与 埃 洛 石 纳 米 管 的 可 交 换 阳 离 子 含 量 较 低 ， 很 难 通 过 阳 离 子 交 换 使 其 有 机 化 ， 通 常 采 用 共 价 键 改 性 将 二 者 有 机 化 。
纳 米 粘 土 如 蒙 脱 土 、 凹 凸 棒 土 、 埃 洛 石 纳 米 管 等 都 是 价 廉 易 得 的 纳 米 材 料 ， 且 均 已 通 过 多 种 途 径 引 入 到 聚 合 物 中 来 制 备 复 合 材 料 阳 。 然 而 纳 米 粘 土 具 有 亲 水 性 ， 难 以 直 接 引 入 到 有 机 高 分 子 材 料 中 。 另 一 方 面 ， 粘 土 基 聚 合 物 复 合 材 料 的 性 能 主 要 取 决 于 纳 米 粒 子 在 聚 合 物 基 质 中 的 分 散 性 和 有 机 ／无 机 材 料 两 相 间 的 界 面 相 互 作 用 ， 如 果 纳 米 粒 子 的 分 散 性 较 差 反 而 会 对 复 合 材 料 的 性 能 造 成 不 利 影 响 。 所 以 在 制 备 复 合 材 料 前 一 般 先 将 纳 米 粘 土 有 机 化 改性 ， 以提 高其 与 聚合 物 的 相 容 性 。常 见 的粘 土 改 性 方 式 是 通 过 阳 离子 交 换 的 季 铵 盐 改 性 或 共 价 键 改 性 。 对 于 层 状 结 构
《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加工性能，在涂料、胶粘剂、塑料等领域具有广泛的应用前景。
然而，这种复合材料在长期使用过程中，由于受到外部环境的影响，会出现老化现象，导致性能下降。
因此，研究其制备工艺及老化性能具有重要意义。
本文将重点探讨水性聚氨酯/纳米SiO2复合材料的制备方法，并对其老化性能进行深入研究。
二、水性聚氨酯/纳米SiO2复合材料制备1. 材料与试剂制备水性聚氨酯/纳米SiO2复合材料所需的主要原料包括水性聚氨酯、纳米SiO2、溶剂等。
这些原料需符合相关标准，以确保最终产品的质量。
2. 制备方法（1）将纳米SiO2与溶剂混合，进行预处理，以提高其分散性和相容性。
（2）将预处理后的纳米SiO2与水性聚氨酯混合，通过机械搅拌和超声分散等方法，使两者充分混合。
（3）将混合物进行脱泡处理，以去除其中的气泡。
（4）将脱泡后的混合物倒入模具中，进行固化处理，得到水性聚氨酯/纳米SiO2复合材料。
三、老化性能研究1. 老化实验方法为研究水性聚氨酯/纳米SiO2复合材料的老化性能，我们采用加速老化实验方法。
将制备好的复合材料样品置于不同温度、湿度和光照条件下，模拟实际使用环境。
通过定期检测样品的性能变化，评估其老化程度。
2. 性能检测指标（1）力学性能：通过拉伸试验和硬度测试等方法，检测复合材料的力学性能变化。
（2）表面性能：通过观察样品的表面形貌、颜色变化等，评估其表面性能的变化。
（3）化学性能：通过化学分析方法，检测复合材料在老化过程中化学结构的变化。
3. 结果与讨论（1）力学性能分析：随着老化时间的延长，复合材料的拉伸强度和硬度逐渐降低，但添加纳米SiO2的复合材料相较于纯水性聚氨酯材料，其力学性能保持时间更长。
聚氨酯复合材料的研究进展
聚氨酯复合材料的研究进展周丰;武春雨【摘要】采用纳米填料制备聚合物基复合材料是改善聚氨酯耐老化性能及耐沾污性，拓展其应用领域的一种重要手段。
综述了聚氨酯与蒙脱土、石墨烯、碳纳米管、纳米TiO2、高岭土等无机材料制备的复合材料的研究进展。
目前，这些复合材料大多停留在实验室研究阶段，应不断改进复合材料生产工艺，降低成本，尽快实现产业化；应解决和控制复合材料制备过程中有关粒子的分散与团聚问题；采用个性定制等方法实现聚氨酯复合材料性能的多功能化等是今后的主要研究方向。
%Nano filler is used to prepare polymer based composites,which can improve the aging and stain resistance of polyurethane and extend its application. This paper reviews the research progress of the composites prepared by polyurethane with inorganic materials such as carbon nanotube,graphene,kaolinite, nano titanic oxide,and montmorillonite. It needs to improve the manufacturing process,reduce the costs to realizethe industrialization of the materials which are still in laboratory research.In addition,the dispersion and agglomeration of the particles need to be controlled during preparation of the composites. Customization is used to achieve the multifunction of the polyurethane composites,which will bethe future research direction.【期刊名称】《合成树脂及塑料》【年(卷),期】2016(033)003【总页数】6页(P97-102)【关键词】聚氨酯;复合材料;石墨烯;碳纳米管;蒙脱土;保温材料;硬质聚氨酯【作者】周丰;武春雨【作者单位】中国人民大学，北京市 100872;大连万达商业地产股份有限公司，北京市 100022【正文语种】中文【中图分类】TQ323聚氨酯是由多异氰酸酯在催化剂及助剂存在下与多元醇聚合而成的以氨基甲酸酯基团为重复基团的一种高分子材料，主要包括聚氨酯泡沫（分为硬质、半硬质、软质）、聚氨酯弹性体、聚氨酯涂料、防水聚氨酯、聚氨酯胶载剂等。
纳米纤维素聚氨酯复合材料的应用研究进展
纳米纤维素聚氨酯复合材料的应用研究进展目录1. 内容简述 (3)1.1 纳米纤维素概述 (3)1.2 聚氨酯概述 (4)1.3 纳米纤维素聚氨酯复合材料的定义及其重要性 (5)2. 纳米纤维素聚氨酯复合材料的合成方法 (6)2.1 纳米纤维素的制备 (7)2.1.1 物理法 (8)2.1.2 化学法 (10)2.2 聚氨酯的制备 (11)2.2.1 传统聚氨酯 (12)2.2.2 聚氨酯弹性体 (15)2.3 纳米纤维素与聚氨酯的复合方法 (16)2.3.1 物理混合法 (18)2.3.2 原位聚合法 (19)2.3.3 化学键接法 (20)3. 纳米纤维素聚氨酯复合材料的性质 (20)3.1 机械性能 (22)3.2 热性能 (23)3.3 水密性、透气性及生物兼容性 (24)3.4 生物降解性和环境友好性 (25)4. 纳米纤维素聚氨酯复合材料的加工和应用 (26)4.1 加工技术 (27)4.1.1 熔融加工 (29)4.1.2 溶液加工 (30)4.1.3 共挤出加工 (30)4.2 应用于医疗领域 (32)4.2.1 生物相容性和生物降解性 (33)4.2.2 生物传感器 (34)4.3 应用于包装材料 (36)4.3.1 可降解包装膜 (37)4.3.2 生物基包装 (39)4.4 应用于电子和纺织行业 (40)4.4.1 电子器件绝缘层 (41)4.4.2 功能纺织品 (42)5. 纳米纤维素聚氨酯复合材料的应用前景与挑战 (43)5.1 应用前景 (45)5.2 挑战与未来发展方向 (46)5.2.1 制造技术优化 (47)5.2.2 性能提升与成本控制 (48)5.2.3 规模化生产与市场推广 (49)1. 内容简述纳米纤维素聚氨酯复合材料作为一种新型的高分子材料，近年来在各个领域取得了显著的应用研究进展。
本文将对纳米纤维素聚氨酯复合材料的制备方法、性能特点、应用领域以及发展趋势进行详细的阐述和分析，以期为相关领域的研究和开发提供参考。
聚氨酯／纳米二氧化硅／POM复合材料的研究
力 学 性 能 与结 晶性 能 的影 响 。实 验 结 果 表 明 ，Ｔ Ｕ ｎｎ —ｉ Ｐ ／ ａｏＳＯ 的相 互 作 用 能 提 高 Ｔ Ｕ ｎｎ —ｉ 与 Ｐ Ｍ 的 界 面 相 容 性 ， Ｐ ／ ａｏＳＯ， Ｏ 使 Ｔ Ｕ ｎｎ —ｉ 匀 地 分 散 在 Ｐ Ｍ 中 。 当 Ｐ Ｍ／ Ｐ ／ ａｏＳＯ 质 量 比 为 １０ １／ Ｐ ／ ａｏＳＯ２ 均 Ｏ Ｏ Ｔ Ｕ ｎｎ —ｉ ０ ／０ １时 ，与 纯 聚 甲 醛 相 比 ，拉 伸 强 度 提 高 了 ２ ％ ，弹 性 模 量 提 高 了 ７ ． ％ ，冲 击 强 度 提 高 了 １５ ，加 入 复 合 增韧 剂后 ，球 晶 尺 寸大 幅减 小 ；复合 材 料 在 ０ ８３ ７％
（ 连 ｌ 大 学 化 ＿ 材 料 学 院 ，辽 宁 大 连 １６ ３ ） 大 丁业 丁与 ０ ４ １
摘要 ：通过熔 融共混 ，用热塑性 聚氨酯弹性 体 （ Ｐ Ｔ Ｕ）将 纳米二 氧化硅 （ ａ ｏＳＯ ）进 行包覆制备 了复合增 韧 ｎｎ —ｉ 剂 ，然后将复合增韧剂与聚甲醛 （ Ｏ Ｐ Ｍ）进行共混制备了纳米 复合材料 ，研 究 了复合增 韧剂 不同用 量对 复合材料 的
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制备方法
蒙脱土片层与基体在纳米量级上的复合有2种 情况：一是蒙脱土片层以纳米尺度分散于基 体中，形成的纳米效应使蒙脱土片层与界面 相互作用更强；二是蒙脱土片层未完全分离 而是完成了分子链的插层，经过插层聚合， 分子链的运动受到蒙脱土片层的限制，使原 本相对自由的分子链固定在蒙脱土片层间， 在基体中起到了交联点的作用。
谢谢大家
聚氨酯/插层纳米 复合材料
周亭亭
概述 制备方法 性能表征 展望
概述
聚氨酯纳米复合体系是由有机聚合物和无机粘 土材料所组成的聚氨酯插层粘土纳米复合材料， 无机粘土的成分是插层硅酸盐。聚氨酯纳米复 合材料将无机材料的刚性、耐溶剂性和耐热性 与聚氨酯高弹性、韧性、良好的加工性能结合 起来，构筑新型超分子纳米复合结构，聚氨酯 材料全新的特殊功能。
水性聚氨酯／ 水性聚氨酯／硅烷蒙脱土纳米 复合材料的制备与性能
蒙脱土是由硅-氧四面体和铝-氧四面体形成的 具有层状结构的硅酸盐矿物,经过剥离后均匀分 散的层状结构蒙脱土与聚合物之间由于很强的 界面相互作用,使改性材料性能得到较大幅度的 提高，但由于其表面具有亲水疏油性质，同有 机相的相容性不好。为了改变MMT表面的疏油性。 目前文献中最常用的有机化方法是有机阳离子 通过离子交换进入MMT片层。
WAXD分析 分析
可以看出, 2θ减小 到1.7°,蒙脱土的 层间距达到5.19 nm, 片层已经达到了完 全剥离的程度。纳 米蒙脱土无规的分 散在水性聚氨酯膜 基体中,使之表现出 很好的韧性和强度。
展望
从聚氨酯涂膜性能以及特种应用来看，纳 米改性的水性聚氨酯具有明显的优势。在 水性聚氨酯中加入纳米粒子，可提高其硬 度、热稳定性、耐水性、耐候性等，今后 并还将向抗菌型、抗静电型、高耐磨型等 多功能方向发展。随着社会的进步和水性 聚氨酯需求的增加，可以预测在今后聚氨 酯改性的道路上，纳米改性的水性聚氨酯 分散体，将得到更加广泛的应用。
M M T 的 有 机 化
机理图
含偶联剂预聚体的合成机理图 Nhomakorabea当水分的蒸发到使乳胶粒相互接触后,聚合物链节 所含的硅羟基及蒙脱土表面的羟基相遇时,发生 如下交联反应:
偶联剂对水性聚氨酯性能影响
有机蒙脱土对水性聚氨酯的性能 影响
SEM分析 分析
TEM分析 分析
从图中可以看出, 当采用 ω(OMMT)为1%和 ω (APTES)为2%双 重改性时, 涂膜的吸水率下降 了48.17%。这可能 是因为具有 “桥梁”作用的 APTES形成更加致 密的网络结构以 及聚氨酯与蒙脱土 片层之间致密的结 构阻碍了水分 子通过的结果。
制备方法
纳米复合材料的制备方法可分为4种 ：溶胶一凝胶法、 原位聚合法、共混法和插层法。其中插层方法分为聚 合物熔融插层、聚合物溶液插层和单体插层原位聚合 3种 溶胶一凝胶法:2个过程 ①硅(或金属)烷氧基化合物的 水解，生成溶胶；②水解后的化合物与聚合物共缩聚， 形成凝胶。 原位聚合:又称就地聚合，在柔性聚合物或其单体中 混有刚性聚合物单体后，再就地聚合，生成的刚性聚 合物分子均匀地分散在聚合物基体上，而形成原位分 子复合材料。
水性聚氨酯／ 水性聚氨酯／硅烷蒙脱土纳米 复合材料的制备与性能
硅烷偶联剂的通式可以表示为：Y—R—Si—X ， 其中R为烃基；X为可水解的基团，通常是甲氧 基、乙酰氧基等；Y是氨基、乙烯基等有机基团。 硅烷偶联剂修饰MMT，就是硅烷偶联剂的X基团 水解后形成的羟基与MMT片层表面上的羟基发 生化学反应。经硅烷偶联剂修饰的MMT与聚合 物单体反应后，由于能实现有机一无机材料在纳 米层次的相互化学改性，从而能提高复合材料的 各种性能。