大豆油基聚氨酯/环氧树脂互穿聚合物网络及其纳米复合材料的制备与表征

被引量 : 0次 | 上传用户:jayzhoujian
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
基于石油原料的有限性和发展环境友好产品的要求,研究以可再生资源为原料制备绿色可降解的聚合物材料正逐渐引起人们的重视。植物油基聚合物由于其本身的独特结构所具有的的性能和良好的环境可持续性吸引了很多的关注。其中植物油基聚氨酯(PU)材料具有可以媲美石油基聚氨酯的优异的弹性、耐磨性、柔韧性、耐腐蚀性等,得到了广泛的研究及应用。环氧树脂(EP)具有良好的化学相容性、优异而广泛的实用性以及合理的成本,使其被应用于众多的工业领域。但由于环氧树脂本身的结构特性导致冲击强度低,脆性大,在某些方面的应用有所限制。因此,需要对环氧树脂进行增韧改性处理,提高环氧树脂的韧性,使其具有更优异的力学性能。凹凸棒土(ATT)作为一种天然的纳米材料,具有特殊的结构和性能,可以直接或经过改性处理之后用来对聚合物进行增强作用,提高聚合物材料的强度。本文采用具有良好生物特性的大豆油基多元醇制备大豆油基聚氨酯预聚体(PU),与环氧树脂(EP)形成互穿聚合物网络(IPN),利用聚氨酯特有的柔韧性对脆性大、冲击强度低的环氧树脂进行增韧改性,通过改变大豆油基基聚氨酯和环氧树脂的比例,探究了大豆油基聚氨酯对环氧树脂的增韧效果的影响。然后,在PU/EP IPN的基体中,引入表面改性的凹凸棒土(ATT),制备了IPN/KH570-ATT复合纳米材料,对IPN热学性能、力学性能和微观形貌进行了表征,研究了不同加入量的KH570-ATT对IPN的结构以及性能的影响。对于大豆油基PU/EP IPN而言,FT-IR结果显示环氧大豆油与甲醇成功进行开环反应得到大豆油基多元醇,基于大豆油基多元醇制备大豆油基聚氨酯预聚体,对于大豆油基聚氨酯/EP IPN结构,FT-IR结果显示大豆油基聚氨酯预聚体中剩余的-NCO特征吸收峰2252Cm-1在IPN中消失不见,说明PU预聚体和EP之间形成了互穿网络结构。DSC和DMA结果说明IPN中聚氨酯的比例增加,Tg下降。另外DMA结果还说明IPN的阻尼性能要优于EP,加入PU可以大幅增加EP的有效阻尼温度范围,增加tanδ对温度积分的面积,提高EP的阻尼性能。拉伸测试表明,PU的加入可以显著提高EP的韧性,降低EP的拉伸强度和杨氏模量,同时断裂伸长率也得到明显的增大。SEM结果说明,IPN呈现出海-岛结构,近球状的PU粒子分散在EP基质中,可以分散、吸收外来的应力,提升整个体系的韧性,说明PU对EP的增韧取得了很好的效果。对于大豆油基PU/EP IPN/KH570-ATT纳米复合材料而言,首先对有机改性的ATT进行了表征。结果表明KH570对ATT的改性取得了很好的效果,ATT表面接枝效率较高且不影响ATT的晶体结构,在ATT表面形成Si-O-Si结构。从SEM图中可以看出KH570-ATT表面与ATT相比包裹着硅烷偶联剂,棒晶直径变粗。对于IPN/KH570-ATT复合材料体系,DMA结果表明,KH570-ATT的加入可以对IPN产生增强作用,提高IPN的Tg,当KH570-ATT含量为0.5wt%时,IPN/KH570-ATT有较好的阻尼性能,KH570-ATT加入量增大,复合材料的阻尼性能下降。力学测试表明,少量KH570-ATT的加入提高了IPN的拉伸强度和断裂伸长率,然而,随着KH570-ATT加入量的增多,IPN的拉伸强度又呈现下降的趋势,IPN/KH570-ATT的杨氏模量在断裂伸长率最小时(0.5wt%)达到最小值,然后随着KH570-ATT加入量的增加而一直增大。SEM图片表明KH570-ATT加入量增多时,由于KH570-ATT棒状结构的存在使其有团聚倾向,会导致IPN的力学性能下降。
其他文献
VTS人员培训的目的在于让培训者具备使用VTS的资格,而在人员培训中模拟器扮演着很重要的角色。模拟器练习可以提高VTS值班人员的技术水平与管理能力,从而保障船舶交通安全,提
城市化步伐的不断加快,城市环境所面临的挑战与日俱增,人们的环境保护意识逐渐觉醒并渗透到人们生活的方方面面。社区,作为一个微型社会,一个与人们日常生活紧密相关的单元,
随着全球经济一体化的发展和跨国活动日益频繁,国际事务中跨国族群的问题越来越受到各方重视。中国朝鲜族由于其认同的多重性,在跨国交流中所遭遇的认同问题也较为典型。在已
随着改革开放以来中国东南沿海地区经济迅速发展,东西部经济发展不均衡状况日益凸显,加之东南沿海地区的资源承载能力日趋饱和,各项成本日益提高,东南沿海之低利润产业势必转移至
近年来,随着金融、银行业的日益发达,各种银行信用卡、借记卡等大规模普及使用,因此,利用信用卡、借记卡等银行卡非法侵占他人存款的新型财产犯罪案件逐渐增多,而理论界和司法实践
《雅各布的房间》是弗吉尼亚·伍尔夫第一部实验性的意识流小说作品。松散的结构,片段的描写和变换的主人公,是小说的主要特色。在这部小说中伍尔夫抛弃了传统小说的人物创作
天然药物在中国有着悠久的历史,天然药物以其来源广泛,作用温和,一直以来被广泛使用。随着近些年来天然药物提取分离纯化技术的发展,获得了很多具有良好效果的单体化合物。据报道
高龄股骨转子间骨折髋关节置换与锁定钢板的治疗对比分析目的:分析92例高龄股骨转子间骨折患者的治疗,探讨髋关节置换与锁定钢板两种治疗方法的选择。方法:对我科2009年6月至201
我国的志愿者组织兴起于上世纪80年代后期,全国性的志愿者组织出现于上世纪90年代。我国志愿者组织最早出现在广东,并形成了我国志愿者组织发展史上四个“全国第一”。即第一
碳汇,主要是指利用大自然特性吸收与固定二氧化碳,以减少空气中碳浓度的过程。这种利用大自然自我调节的方法具有深刻的低碳意义,发展碳汇经济的思想对我们构建低碳经济、低碳社