聚氨酯和氧化石墨烯/聚氨酯材料的制備與性能研究
發(fā)布時間:2020-12-18 16:00
本文以4,4-二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)、聚四亞甲基醚二醇(PTMG)、1,3-丙二醇(PDO)為原料,采用預(yù)聚體法合成熱塑性聚氨酯(TPU),確定了預(yù)聚體在80℃下的最佳反應(yīng)時間為90min,在室溫氮氣氛圍條件下,預(yù)聚體保存24h異氰酸根(-NCO)含量不會出現(xiàn)明顯下降,同時利用FTIR、DSC、力學(xué)性能測試等手段探究了硬段含量對TPU性能的影響,結(jié)果表明,硬段含量增加,TPU的氫鍵化程度、玻璃化溫度、硬段熔融溫度、拉伸強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度、硬度、模量均隨之增大,軟段結(jié)晶熔融溫度及斷裂伸長率隨之減小,在硬段含量33%-45%范圍內(nèi),TPU呈現(xiàn)“海-島”結(jié)構(gòu),且隨硬段含量增加,微相分離程度逐漸增加。為研究擴(kuò)鏈劑結(jié)構(gòu)的微小變化對TPU氫鍵化程度、熱性能、力學(xué)性能的影響,以MDI、PTMG合成預(yù)聚體,在保證預(yù)聚體相同-NCO含量條件下,采用乙二醇(EG)、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇(BDO)、1,6-己二醇(HDO)、1,2-丙二醇(PG)五種擴(kuò)鏈劑合成TPU,經(jīng)FTIR、DSC及力學(xué)性能測試,結(jié)果表明,隨著偶數(shù)碳原子擴(kuò)鏈劑分子鏈的長度增加,合成的TPU的氫鍵化程度逐漸降低;奇數(shù)碳原子擴(kuò)...
【文章來源】:青島科技大學(xué)山東省
【文章頁數(shù)】:86 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
異氰酸酯與醇或胺反應(yīng)生成氨基甲酸酯(A)或脲(B)
石墨烯基材料結(jié)構(gòu)示意圖
聚氨酯和氧化石墨烯/聚氨酯材料的制備與性能研究18是GO熱還原后石墨烯的密度變小,分散性差,給料困難,使材料的力學(xué)性能和其他性能參數(shù)變差。(3)原位聚合該法中,單體等反應(yīng)物質(zhì)與石墨烯混合(有時在相應(yīng)溶劑中),然后進(jìn)行聚合。GO表面的官能團(tuán)可以直接連接到聚合物上,這些基團(tuán)也可用作GO進(jìn)一步改性的反應(yīng)點,例如通過原子轉(zhuǎn)移自由基聚合(ATRP)在聚合物鏈上共價接枝[64-67]。原位聚合法制備聚合物/石墨烯納米復(fù)合材料的研究報道很多,用作基質(zhì)的聚合物包括聚氨酯[68-69]、聚苯乙烯[70]、聚甲基丙烯酸甲酯[71]、環(huán)氧樹脂[72]、聚乳酸[73]、聚乙烯醇[74]等。有報道關(guān)于聚乙烯醇接枝氧化石墨烯/聚乙烯醇(PVA-g-GO/PVA)復(fù)合材料的研究[74],首先制備了聚醋酸乙烯酯接枝氧化石墨烯/聚醋酸乙烯酯納米復(fù)合材料,然后通過醇解得到PVA-g-GO/PVA納米復(fù)合材料。準(zhǔn)備過程如圖1-4所示,PVA鏈在PVA-g-GO片材上的接枝率可達(dá)24wt%左右。PVA-g-GO片材不僅具有良好的分散性和與PVA基體的相容性,而且與基體的PVA鏈形成了很強(qiáng)的界面相互作用。如圖1-5所示,PVA-g-GO表面的接枝聚合物片材可以在PVA基體和PVA-g-GO片材之間形成柔性中間相,為保證有效載荷從PVA基體轉(zhuǎn)移到PVA-g-GO片材提供了方便的途徑。原位聚合可使聚合物和石墨烯之間形成較強(qiáng)界面相互作用,有利于應(yīng)力傳遞。但在聚合過程中,體系的粘度往往會增加,給后續(xù)的加工和材料成型帶來一定的問題。圖1-4原位乳液聚合和醇解過程中氧化石墨烯的化學(xué)接枝改性[74]Figure1-4ProcessofchemicalgraftingmodificationofGOduringin-situemulsionpolymerizationandalcoholysis[74]
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Defective graphene as a high-efficiency Raman enhancement substrate[J]. Tong Zhao,Zhibo Liu,Xing Xin,Hui-Ming Cheng,Wencai Ren. Journal of Materials Science & Technology. 2019(09)
[2]聚氨酯原料生產(chǎn)技術(shù)現(xiàn)狀及展望[J]. 郭晉菊,程相龍. 化學(xué)工業(yè). 2019(02)
[3]混合異氰酸酯型聚氨酯的制備與耐黃變性能[J]. 任龍芳,耿瑾,邢政國,李妍. 精細(xì)化工. 2018(03)
[4]擴(kuò)鏈劑種類和用量對高鐵用聚氨酯減震墊成型及性能的影響[J]. 許雙喜,曹彥海,朱軍,馮興卓,張堅強(qiáng),劉培禮. 高分子材料科學(xué)與工程. 2018(01)
[5]聚酯-聚醚混合軟段型聚氨酯樹脂的合成與性能研究[J]. 毛祖秋,張博,郭曉勇,石紅翠,姚衛(wèi)琴,馬國章. 化學(xué)與黏合. 2017(01)
[6]化工巨頭進(jìn)軍生物基TPU薄膜市場[J]. 乙醛醋酸化工. 2016(07)
[7]高性能發(fā)泡熱塑性聚氨酯ETPU通過鑒定[J]. 聚氨酯工業(yè). 2016(03)
[8]Mechanical Properties and Damage Tolerance of Bulk Yb3Al5O12 Ceramic[J]. Xiaofei Wang,Huimin Xiang,Xin Sun,Jiachen Liu,Feng Hou,Yanchun Zhou. Journal of Materials Science & Technology. 2015(04)
[9]二醇擴(kuò)鏈劑對熱塑性聚氨酯性能的影響[J]. 鄒鵬. 科技情報開發(fā)與經(jīng)濟(jì). 2005(14)
碩士論文
[1]擴(kuò)鏈劑體積及順反結(jié)構(gòu)對熱塑性聚氨酯彈性體結(jié)構(gòu)與性能的影響[D]. 郭亞倩.寧波大學(xué) 2018
[2]基于超臨界CO2制備TPU發(fā)泡顆粒的機(jī)理及設(shè)備研究[D]. 馬文良.青島科技大學(xué) 2017
本文編號:2924270
【文章來源】:青島科技大學(xué)山東省
【文章頁數(shù)】:86 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
異氰酸酯與醇或胺反應(yīng)生成氨基甲酸酯(A)或脲(B)
石墨烯基材料結(jié)構(gòu)示意圖
聚氨酯和氧化石墨烯/聚氨酯材料的制備與性能研究18是GO熱還原后石墨烯的密度變小,分散性差,給料困難,使材料的力學(xué)性能和其他性能參數(shù)變差。(3)原位聚合該法中,單體等反應(yīng)物質(zhì)與石墨烯混合(有時在相應(yīng)溶劑中),然后進(jìn)行聚合。GO表面的官能團(tuán)可以直接連接到聚合物上,這些基團(tuán)也可用作GO進(jìn)一步改性的反應(yīng)點,例如通過原子轉(zhuǎn)移自由基聚合(ATRP)在聚合物鏈上共價接枝[64-67]。原位聚合法制備聚合物/石墨烯納米復(fù)合材料的研究報道很多,用作基質(zhì)的聚合物包括聚氨酯[68-69]、聚苯乙烯[70]、聚甲基丙烯酸甲酯[71]、環(huán)氧樹脂[72]、聚乳酸[73]、聚乙烯醇[74]等。有報道關(guān)于聚乙烯醇接枝氧化石墨烯/聚乙烯醇(PVA-g-GO/PVA)復(fù)合材料的研究[74],首先制備了聚醋酸乙烯酯接枝氧化石墨烯/聚醋酸乙烯酯納米復(fù)合材料,然后通過醇解得到PVA-g-GO/PVA納米復(fù)合材料。準(zhǔn)備過程如圖1-4所示,PVA鏈在PVA-g-GO片材上的接枝率可達(dá)24wt%左右。PVA-g-GO片材不僅具有良好的分散性和與PVA基體的相容性,而且與基體的PVA鏈形成了很強(qiáng)的界面相互作用。如圖1-5所示,PVA-g-GO表面的接枝聚合物片材可以在PVA基體和PVA-g-GO片材之間形成柔性中間相,為保證有效載荷從PVA基體轉(zhuǎn)移到PVA-g-GO片材提供了方便的途徑。原位聚合可使聚合物和石墨烯之間形成較強(qiáng)界面相互作用,有利于應(yīng)力傳遞。但在聚合過程中,體系的粘度往往會增加,給后續(xù)的加工和材料成型帶來一定的問題。圖1-4原位乳液聚合和醇解過程中氧化石墨烯的化學(xué)接枝改性[74]Figure1-4ProcessofchemicalgraftingmodificationofGOduringin-situemulsionpolymerizationandalcoholysis[74]
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Defective graphene as a high-efficiency Raman enhancement substrate[J]. Tong Zhao,Zhibo Liu,Xing Xin,Hui-Ming Cheng,Wencai Ren. Journal of Materials Science & Technology. 2019(09)
[2]聚氨酯原料生產(chǎn)技術(shù)現(xiàn)狀及展望[J]. 郭晉菊,程相龍. 化學(xué)工業(yè). 2019(02)
[3]混合異氰酸酯型聚氨酯的制備與耐黃變性能[J]. 任龍芳,耿瑾,邢政國,李妍. 精細(xì)化工. 2018(03)
[4]擴(kuò)鏈劑種類和用量對高鐵用聚氨酯減震墊成型及性能的影響[J]. 許雙喜,曹彥海,朱軍,馮興卓,張堅強(qiáng),劉培禮. 高分子材料科學(xué)與工程. 2018(01)
[5]聚酯-聚醚混合軟段型聚氨酯樹脂的合成與性能研究[J]. 毛祖秋,張博,郭曉勇,石紅翠,姚衛(wèi)琴,馬國章. 化學(xué)與黏合. 2017(01)
[6]化工巨頭進(jìn)軍生物基TPU薄膜市場[J]. 乙醛醋酸化工. 2016(07)
[7]高性能發(fā)泡熱塑性聚氨酯ETPU通過鑒定[J]. 聚氨酯工業(yè). 2016(03)
[8]Mechanical Properties and Damage Tolerance of Bulk Yb3Al5O12 Ceramic[J]. Xiaofei Wang,Huimin Xiang,Xin Sun,Jiachen Liu,Feng Hou,Yanchun Zhou. Journal of Materials Science & Technology. 2015(04)
[9]二醇擴(kuò)鏈劑對熱塑性聚氨酯性能的影響[J]. 鄒鵬. 科技情報開發(fā)與經(jīng)濟(jì). 2005(14)
碩士論文
[1]擴(kuò)鏈劑體積及順反結(jié)構(gòu)對熱塑性聚氨酯彈性體結(jié)構(gòu)與性能的影響[D]. 郭亞倩.寧波大學(xué) 2018
[2]基于超臨界CO2制備TPU發(fā)泡顆粒的機(jī)理及設(shè)備研究[D]. 馬文良.青島科技大學(xué) 2017
本文編號:2924270
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