【碩士】聚氨酯納米復(fù)合材料界面作用與表面性能研究

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　　【碩士】聚氨酯納米復(fù)合材料界面作用與表面性能研究　　授予學(xué)位：碩士　　學(xué)位授予單位：西北工業(yè)大學(xué)　　學(xué)位年度：2007　　復(fù)合材料的界面是影響復(fù)合材料結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)鍵因素。形成理想的聚合物／納米粘土復(fù)合材料的關(guān)鍵是理解并控制納米粘土在聚合物中的分散與粘合，使納米粘土能夠在聚合物中均勻分散并與聚合物形成良好的接觸界面。累托石是～種結(jié)構(gòu)類(lèi)似蒙皂石的粘土礦物，其層間含有可交換的水合陽(yáng)離子，層間距為2rim左右。研究累托石(REC)，聚氨酯(TPUR)納米復(fù)合材料的界面作用不僅為設(shè)計(jì)復(fù)合材料界面提供一定的理論依據(jù)，而且也希望對(duì)其在環(huán)保、催化劑、吸附等領(lǐng)域的應(yīng)用起到一定的指導(dǎo)作用．　　本文選用REC作為納米填料相，選擇熱塑性聚氨酯彈性體為基體，采用兩種不同的季銨鹽改性劑制備有機(jī)改性累托石(OREC)，通過(guò)熔融共混的方法制備了有機(jī)累托石／聚氨酯納米復(fù)合材料；采用分子模擬技術(shù)建立累托石，季銨鹽改性劑，改性累托石，聚氨酯以及累托石／聚氨酯復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)模型，計(jì)算了累托石、季銨鹽改性劑、聚氨酯之間的相互作用；采用反氣相色譜法定量研究累托石、不同的改性累托石和聚合物基體的表面性質(zhì)，分析累托石改性前后表面性質(zhì)的變化，分析改性累托石與聚氨酯的表面性質(zhì)的匹配關(guān)系與其復(fù)合材料微觀結(jié)構(gòu)的關(guān)系；采用毛細(xì)管流變儀分析改性累托石／聚氨酯復(fù)合材料的流變性；采用反氣相色譜法定量研究改性累托石不同添加量的復(fù)合材料的表面性質(zhì)，分析累托石添加量對(duì)其復(fù)合材料表面性能的影響。　　結(jié)果表明，REC與不同有機(jī)改性劑之間的相互作用不同，OREC的表面性質(zhì)發(fā)生很大變化，其中十二烷基一二甲基一芐基溴化銨(1227)對(duì)REC的改性效果較好：復(fù)合材料中填料和基體的表面性質(zhì)研究結(jié)果表明，填料和基體的表面性質(zhì)直接影響其復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)進(jìn)而對(duì)納米復(fù)合材料的各種性能有一定的影響。REC表面色散能較高，表面酸性較強(qiáng)，在TPUR基體中的分散性較差；OREC色散能明顯降低，且表面呈一定堿性，在TPUR中的分散性明顯改善；其中1227處理的REC與TPUR基體的色散能較為接近，酸堿作用參數(shù)較為匹配，其在TPUR基體中的分散性更優(yōu)，力學(xué)性能提高顯著。此外，分子模擬的結(jié)果表明1227季銨鹽和REC之間的結(jié)合能高于1631季銨鹽與REC之間的結(jié)合能，說(shuō)明1227季銨鹽和REC的相互作用較強(qiáng)；TPUR和1227改性REC的結(jié)合能較大，說(shuō)明這兩者之間相互作用較強(qiáng)。OREC]TPUR復(fù)合材料的流變性能結(jié)果認(rèn)為OREC使得納米復(fù)合材料的熔體流變性下降，表明OREC與TPUR之間存在較強(qiáng)相互作用。不同OREC添加量的TPUR復(fù)合材料的表面性質(zhì)結(jié)果表明，OREC的添加量對(duì)于復(fù)合材料的表面性質(zhì)有一定影響，在5％添加量時(shí)，表面能較低，插層效果較好，力學(xué)性能也較好?！　　　　　?

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