【博士】旋光聚氨酯基納米復(fù)合紅外低發(fā)射率材料研究

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　　【博士】旋光聚氨酯基納米復(fù)合紅外低發(fā)射率材料研究　　授予學(xué)位：博士　　學(xué)位授予單位：東南大學(xué)　　學(xué)位年度：2007　　旋光聚合物是近年發(fā)展起來的-類新型功能材料，已被廣泛用于不對稱合成催化劑、醫(yī)藥、手性拆分、非線性光學(xué)材料、隱身材料等研究領(lǐng)域，其中含聯(lián)萘基團(tuán)的旋光聚合物-直是研究熱點(diǎn)。聚合物／無機(jī)納米復(fù)合材料由于其兼具無機(jī)和有機(jī)材料的優(yōu)良特性這些年來越來越受到普遍關(guān)注，本文制備了新型的旋光聚氨酯和旋光聚酰亞胺，采用FT-IR、1H NMR、UV卻is、CD、DSC／TGA等手段對旋光聚合物進(jìn)行了結(jié)構(gòu)和性能表征。利用超聲法制備了旋光聚合物／納米復(fù)合材料，研究了Ti02、Si02等納米粒子的添加對旋光聚合物結(jié)構(gòu)性能的影響，用TEM和SEM對復(fù)合材料的形貌進(jìn)行了分析，并測定了其在(8．14／”m)波段的紅外發(fā)射率，獲得了如下的-些結(jié)果：　　 l、以1，3．雙羥甲基苯并咪唑-2-酮和甲苯．2，4．二異氰酸酯為原料，制備了新型旋光聚氨酯(PU)，并將PU與納米Ti02復(fù)合，制得了新型的納米復(fù)合材料PU／Ti02，其粒徑在50．60nm之間。PUFFi02制備過程中適量硅烷偶聯(lián)劑KH550的添加，增強(qiáng)了復(fù)合材料中納米Ti02的分散穩(wěn)定性，提高了PU和納米Ti02之間的相容性。納米Ti02在復(fù)合材料中的分散性得到了明顯的改善。納米Ti02的加入，提高了復(fù)合材料的耐熱性能，PU／Ti02復(fù)合材料的分解溫度比PU提高了20℃左右。PU和納米n02之間-定的界面作用導(dǎo)致了PUffi02復(fù)合物紅外發(fā)射率比其單-組分顯著降低，可達(dá)0．538?！　? 2、制備了納米復(fù)合材料PU／Si02，復(fù)合材料中Si02分散性良好，粒徑在300．350 nnl之間。Si02與硅烷偶聯(lián)劑KH550之間有微弱的共價(jià)鍵生成，且硅烷偶聯(lián)劑添加量少于10％時(shí)，對納米si02的修飾作用不明顯，而當(dāng)硅烷偶聯(lián)劑添加量大于10％時(shí)，加劇了納米Si02的團(tuán)聚，因此當(dāng)納米Si02中KH550的添加量為10％時(shí)，Si02的分散性能最佳。納米Si02的加入提高了復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性，且耐熱性能隨著Si02添加量的增加而增強(qiáng)。PU／Si02納米復(fù)合材料的紅外發(fā)射率比Pu和Si02有了明顯的降低，當(dāng)Si02在PU中的添加量為15％時(shí)，發(fā)射率達(dá)到最低為0．523?！　? 3、以旋光聯(lián)萘二酚(BINOL)和甲苯．2，4．二異氰酸酯為原料，采用氫轉(zhuǎn)移加成聚合法制備了含聯(lián)萘基團(tuán)的新型旋光聚氨酯(S．BPU和R．BPU)，旋光BPU顯示了很好的CD對稱性，S—BPU和R-BPU的旋光度最高可分別達(dá)到．780和+54．6。，具有較高的旋光能力。將S．BPU和R．BPU與納米Ti02復(fù)合，得到了BPUFFi02納米復(fù)合材料，復(fù)合材料的粒徑在65．80rim之間。加入納米Ti02之后，復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性有了提高，S．BPU／Ti02和R．BPU／Ti02的分解溫度分別達(dá)到270‘C和290"C，比S-BPU和R-BPU都略有提高，且隨著Ti02含量的增加，復(fù)合材料的耐熱性能加強(qiáng)。BPU／Ti02復(fù)合物的紅外發(fā)射率比BPU和Ti02有了明顯的降低，最低分別達(dá)S-BPUFFi02￡。捌．531和R-BPU用02￡mjn=o．454。BPU和Ti02之間的強(qiáng)界面作用降低了復(fù)合物的紅外發(fā)射率?！　? 4、將BPU和CdS．Si02核殼納米粒子在偶聯(lián)劑KH-550的存在下反應(yīng)，制各出了CdS．Si02／BPU納米復(fù)合材料。納米粒子被包裹在聚合物中，具有典型的核殼式結(jié)構(gòu)。復(fù)合材料中由于CdS．Si05的加入，其熱穩(wěn)定性明顯高于單-的BPU，且隨著CdS—Si02含量的增加，復(fù)合材料熱穩(wěn)定性進(jìn)-步提高。BPU／CdS．Si02復(fù)合物的發(fā)射率比BPU和CdS—Si02有了明顯的降低，且由于聚合物旋光方向的不同，所得的復(fù)合材料發(fā)射率也不同。當(dāng)納米粒子最佳摻混比例為15 wt％時(shí)，復(fù)合材料的發(fā)射率達(dá)到最低值分別為S-BPU／CdS．Si02￡nIin=0．502和R-BPU／CdS．Si02￡。礦O．439。當(dāng)納米粒子摻混比例過多時(shí)，加劇了納米粒子之間的團(tuán)聚，使復(fù)合物的紅外發(fā)射率又有上升的趨勢?！　? 5、以BPU和多壁納米碳管(MWCNTs)為原料、KH．550為偶聯(lián)劑，制備了-種新型的BPU／MwCNTs復(fù)合材料。復(fù)合材料中納米碳管的分散性有了改善。納米碳管與BPU之間因?yàn)榛瘜W(xué)鍵或物理吸附建立了牢固的黏結(jié)界面，因此，復(fù)合材料的耐熱性能得到了提高。BPU／納米碳管復(fù)合物的發(fā)射率比BPU和納米碳管都有了明顯的降低，最低可達(dá)(a)S-BPU／MWCNTs￡。in=0．461，(b)R-BPU／MWCNTs￡min=o．418。BPU和MWCNTs之間的界面作用降低了復(fù)合物的紅外發(fā)射率?！　?

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