【碩士】全水發(fā)泡聚氨酯泡沫的制備及納米改性的研究

內容簡介

　　【碩士】全水發(fā)泡聚氨酯泡沫的制備及納米改性的研究　　授予學位：碩士　　學位授予單位：武漢理工大學　　學位年度：2007　　聚氨酯泡沫是聚氨酯合成材料的主要品種之一，硬質聚氨酯泡沫塑料具有相對密度小，比強度高、熱導率低及易與其它部件聯(lián)接和復合成型簡便等優(yōu)點，廣泛應用在絕熱保溫材料和結構部件材料領域。　　眾所周知，傳統(tǒng)的聚氨酯泡沫一般是以氯氟烴化合物(CFCs)為發(fā)泡劑進行發(fā)泡的，CFCs類發(fā)泡劑因其其對大氣臭氧層具有破壞作用，現(xiàn)逐漸被禁止使用。人們做了大量的工作，力圖開發(fā)出新型綠色無氟聚醚及其發(fā)泡工藝路線。目前，以水為發(fā)泡劑的工藝生產路線由于操作簡單，對環(huán)境無任何污染而倍受人們青睞?！　? 本文對CFC一11發(fā)泡替代技術中全水發(fā)泡技術路線進行了分析，指出水作為發(fā)泡劑存在的優(yōu)點與不足。著重闡述了全水發(fā)泡中幾種主要因素，如水的用量以及異氰酸酯指數(shù)對泡沫性能的影響?！　? 近年來，以納米Si02為基礎的有機一無機納米復合材料得到了廣泛的研究，因為這種材料把聚合物的柔順性、可延性等與納米Si02的熱穩(wěn)定性、高強度、高硬度等性能綜合起來。它特殊的微觀結構使這種材料具有特殊的甚至是新的性能?！　? 本文通過納米粒子的填充，改變聚氨酯硬質泡沫的性能，探索更有利的發(fā)泡工藝條件和配方生產聚氨酯硬質泡沫制品。傳統(tǒng)的聚氨酯硬質泡沫塑料容易產生形變，強度和韌度都不太高。通過納米Si02的填充可以提高其力學性能，增大其強度，使聚氨酯硬泡能更廣泛的適用于各行各業(yè)。在我們的研究中，我們先在以聚醚多元醇為油相的W／O型微乳液中合成納米Si02，然后用這種帶有納米Si02的聚醚多元醇與TDI反應，以其中殘留的水作為發(fā)泡劑，并采用一種新的工藝來制備聚氨酯硬質泡沫(PUF)?！　? 實驗表明，這種新的制備工藝能很好的解決了泡沫的燒芯、塌陷和收縮等問題。我們研究了工藝條件如攪拌時間、pH值和TEOS用量等對微乳液的配制和納米Si02的合成的影響，以及TDI指數(shù)、微乳液中殘留的水量、攪拌和催化劑用量等對聚氨酯硬質泡沫制備的影響。　　合成的聚氨酯硬質泡沫樣品的性能通過FTIR、DSC和萬能試驗機進行測試。從FTIR譜圖中可以看出，PUF樣品中除了含有氨基甲酸酯基團外，還含有大量的聚脲和胺類化合物。拉伸試驗的結果表明用這種方法制得的PUF的拉伸強度得到大幅度的提高，在納米Si02含量為O～2％時，拉伸強度隨著納米Si02含量的增大而增大，而且增大的幅度比用共混法制得的PUF的要大得多。熱分析的結果表明，所制得的納米Si02含量為2％的PuF的分解溫度為360℃，比不含納米Si02的PUF(300℃)的要高60℃?！　?

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