水性聚氨酯/無(wú)機(jī)填料的制備與性能研究
發(fā)布時(shí)間:2022-08-04 10:27
聚氨酯(PU)以其獨(dú)特的分子結(jié)構(gòu)及優(yōu)良的性能被應(yīng)用在眾多領(lǐng)域中?紤]到溶劑型聚氨酯給環(huán)境帶來(lái)巨大的壓力,水性聚氨酯(WPU)應(yīng)運(yùn)成為發(fā)展的必要。但是未改性的水性聚氨酯材料在使用中依然存在較多問(wèn)題,比如材料強(qiáng)度低、耐水性差等,極大地限制其使用范圍。因此,為了獲得滿足使用的水性聚氨酯材料,向水性聚氨酯基體引入無(wú)機(jī)填料對(duì)其進(jìn)行改性是切實(shí)可行的,該方法能提高聚氨酯材料綜合性能。本文用有機(jī)蒙脫土(OMMT)和改性氧化石墨烯(FIGO)改性聚氨酯。首先用改進(jìn)Hummers法對(duì)可膨脹石墨進(jìn)行氧化并制得氧化石墨烯(GO),將制備的GO用異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)和三羥甲基丙烷(TMP)制備FIGO。利用傅里葉紅外光譜儀對(duì)GO和FIGO進(jìn)行表征。分別用FIGO和OMMT采用原位乳化法制備FIGO/WPU、FIGO/PVP/WPU和OMMT/WPU、OMMT/PVP/WPU復(fù)合乳液(為F/W、F/P/W、O/W、O/P/W)。研究FIGO與OMMT含量和PVP對(duì)復(fù)合乳液穩(wěn)定性及復(fù)合材料力學(xué)性能、耐水性和熱穩(wěn)定性等性能的影響。掃描電鏡(SEM)研究表明不同含量的填料在基體中的分散情況不同和PVP能增強(qiáng)基...
【文章頁(yè)數(shù)】:88 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 水性聚氨酯的概述
1.1.1 水性聚氨酯的發(fā)展歷程
1.1.2 水性聚氨酯與溶劑型聚氨酯性能比較
1.2 水性聚氨酯的合成
1.2.1 水性聚氨酯的制備方法
1.2.2 水性聚氨酯的結(jié)構(gòu)和性能
1.3 改性水性聚氨酯的研究進(jìn)展
1.3.1 氧化石墨烯改性水性聚氨酯的研究現(xiàn)狀
1.3.2 有機(jī)蒙脫土改性水性聚氨酯的研究現(xiàn)狀
1.3.3 復(fù)合填料改性水性聚氨酯的研究現(xiàn)狀
1.3.4 聚乙烯吡咯烷酮
1.4 本課題的目的、意義和內(nèi)容
1.4.1 本文的目的和意義
1.4.2 研究的主要內(nèi)容
2 氧化石墨烯/水性聚氨酯復(fù)合材料的制備及性能研究
2.1 引言
2.2 實(shí)驗(yàn)
2.2.1 實(shí)驗(yàn)藥品
2.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器
2.2.3 實(shí)驗(yàn)原理
2.2.4 實(shí)驗(yàn)流程
2.2.5 復(fù)合乳液的成膜
2.3 測(cè)試及表征
2.3.1 紅外光譜測(cè)試
2.3.2 硬度及附著力測(cè)試
2.3.3 乳液粘度測(cè)試
2.3.4 耐水性測(cè)試
2.3.5 力學(xué)性能測(cè)試
2.3.6 掃描電鏡測(cè)試
2.3.7 X射線衍射測(cè)試
2.3.8 熱重測(cè)試
2.4 結(jié)果分析
2.4.1 乳液外觀及穩(wěn)定性分析
2.4.2 紅外圖譜分析
2.4.3 X射線衍射分析
2.4.4 掃描電鏡分析
2.4.5 硬度及附著力分析
2.4.6 粘度分析
2.4.7 耐水性分析
2.4.8 力學(xué)性能分析
2.4.9 熱重分析
2.5 本章小結(jié)
3 有機(jī)蒙脫土/水性聚氨酯復(fù)合材料的制備及性能研究
3.1 引言
3.2 實(shí)驗(yàn)
3.2.1 實(shí)驗(yàn)藥品
3.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器
3.2.3 實(shí)驗(yàn)原理
3.2.4 實(shí)驗(yàn)流程
3.2.5 OMMT/PVP/WPU原位復(fù)合乳液的制備
3.2.6 復(fù)合乳液的成膜
3.3 測(cè)試及表征
3.3.1 紅外光譜測(cè)試
3.3.2 硬度及附著力測(cè)試
3.3.3 乳液粘度測(cè)試
3.3.4 耐水性測(cè)試
3.3.5 力學(xué)性能測(cè)試
3.3.6 掃描電鏡測(cè)試
3.3.7 X射線衍射測(cè)試
3.3.8 熱重測(cè)試
3.4 結(jié)果分析
3.4.1 乳液外觀及穩(wěn)定性分析
3.4.2 紅外圖譜分析
3.4.3 X射線衍射分析
3.4.4 掃描電鏡分析
3.4.5 硬度及附著力分析
3.4.6 粘度分析
3.4.7 耐水性分析
3.4.8 力學(xué)性能分析
3.4.9 熱重分析
3.5 比較FIGO與 OMMT對(duì)復(fù)合材料性能的影響
3.6 本章小結(jié)
4 氧化石墨烯/有機(jī)蒙脫土/水性聚氨酯復(fù)合材料的制備及性能研究
4.1 引言
4.2 實(shí)驗(yàn)
4.2.1 實(shí)驗(yàn)藥品
4.2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
4.2.3 實(shí)驗(yàn)原理
4.2.4 實(shí)驗(yàn)流程
4.2.5 復(fù)合乳液的成膜
4.3 測(cè)試及表征
4.3.1 紅外光譜測(cè)試
4.3.2 硬度及附著力測(cè)試
4.3.3 乳液粘度測(cè)試
4.3.4 耐水性測(cè)試
4.3.5 力學(xué)性能測(cè)試
4.3.6 接觸角及表面能測(cè)試
4.3.7 掃描電鏡測(cè)試
4.3.8 X射線衍射測(cè)試
4.3.9 熱重測(cè)試
4.4 結(jié)果分析
4.4.1 填料表面性能分析
4.4.2 乳液外觀及穩(wěn)定性分析
4.4.3 紅外圖譜分析
4.4.4 X射線衍射分析
4.4.5 掃描電鏡分析
4.4.6 硬度及附著力分析
4.4.7 粘度分析
4.4.8 耐水性分析
4.4.9 力學(xué)性能分析
4.4.10 熱重分析
4.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]聚氨酯/納米粒子復(fù)合材料的研究進(jìn)展[J]. 辛晨,李再峰. 彈性體. 2019(05)
[2]納米二氧化鈦/石墨烯改性水性聚氨酯抗菌涂料的制備與評(píng)價(jià)[J]. 程俊,陳剛,湯紫俊,郭麗纓,趙強(qiáng). 涂料工業(yè). 2019(09)
[3]水性聚氨酯涂料的研究現(xiàn)狀[J]. 曾憲光,龔敏,劉朝輝,張穎君,張敬雨. 電鍍與涂飾. 2018(22)
[4]功能化石墨烯和有機(jī)硅雙重改性水性聚氨酯的結(jié)構(gòu)與性能研究[J]. 趙昭,馬興元,張銘芮,劉帥,丁博,韓振斌. 現(xiàn)代化工. 2018(10)
[5]改性蒙脫土/聚氨酯復(fù)合材料表面性能研究[J]. 姚克儉. 聚氨酯工業(yè). 2018(03)
[6]蒙脫土-氧化石墨烯復(fù)合材料催化合成2-(1-苯基乙烯基)苯胺衍生物的研究[J]. 張軍. 廣東化工. 2018(11)
[7]環(huán)氧化石墨烯/水性聚氨酯復(fù)合膜的制備及性能[J]. 馮見艷,王學(xué)川,陳秀婷,王巖松. 精細(xì)化工. 2018(10)
[8]無(wú)機(jī)納米材料改性聚氨酯防腐涂料的研究進(jìn)展[J]. 鮑艷,陳穎. 涂料工業(yè). 2017(08)
[9]水性石墨烯/聚氨酯復(fù)合材料的制備與耐熱性能[J]. 李曉萱,陳玉琴,伍勝利. 高分子材料科學(xué)與工程. 2017(07)
[10]CTMAB改性蒙脫土/聚氨酯保溫材料的制備[J]. 孫魯,曹青. 廣州化工. 2016(21)
博士論文
[1]基于石墨烯/水性聚氨酯功能化合成革涂層的構(gòu)建及性能研究[D]. 馮見艷.陜西科技大學(xué) 2018
[2]合成革用水性聚氨酯的制備及工程技術(shù)應(yīng)用研究[D]. 張哲.陜西科技大學(xué) 2015
[3]塑料薄膜印刷用水性聚氨酯油墨連接料的制備及性能研究[D]. 雷亮.華南理工大學(xué) 2015
碩士論文
[1]羥基聚乙烯吡咯烷酮的制備及其作親水鏈段合成水性聚氨酯的研究[D]. 李韋東.安徽大學(xué) 2019
[2]力化學(xué)再生橡膠改性天然橡膠及其增強(qiáng)機(jī)理研究[D]. 章登科.湖北工業(yè)大學(xué) 2017
[3]含功能性側(cè)鏈的弱陰/非離子水性聚氨酯的制備以及評(píng)價(jià)[D]. 李祥.武漢紡織大學(xué) 2017
[4]二維材料蒙脫土和石墨烯在生物醫(yī)學(xué)中部分性能的初步研究[D]. 閆旭.安徽中醫(yī)藥大學(xué) 2017
[5]水性石墨烯及其聚氨酯復(fù)合材料的制備與性能研究[D]. 陳玉琴.合肥工業(yè)大學(xué) 2017
[6]水性聚氨酯/改性無(wú)機(jī)納米顆粒復(fù)合材料的制備與性能[D]. 范新建.天津工業(yè)大學(xué) 2017
[7]納米Fe3O4協(xié)同增強(qiáng)石墨烯/水性聚氨酯復(fù)合膜的電磁屏蔽性能研究[D]. 葛炳輝.陜西科技大學(xué) 2016
[8]二維結(jié)構(gòu)活性液體納米增強(qiáng)體對(duì)環(huán)氧復(fù)合材料阻隔性能及力學(xué)性能影響規(guī)律的研究[D]. 鄭竣譯.北京化工大學(xué) 2015
[9]氧化石墨烯復(fù)合材料的制備及其對(duì)水泥基材料和聚氨酯涂飾劑的增強(qiáng)增韌作用[D]. 丁懷東.陜西科技大學(xué) 2015
[10]氨基功能化石墨烯/聚氨酯復(fù)合材料的制備與性能研究[D]. 王忠娟.合肥工業(yè)大學(xué) 2015
本文編號(hào):3669372
【文章頁(yè)數(shù)】:88 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 水性聚氨酯的概述
1.1.1 水性聚氨酯的發(fā)展歷程
1.1.2 水性聚氨酯與溶劑型聚氨酯性能比較
1.2 水性聚氨酯的合成
1.2.1 水性聚氨酯的制備方法
1.2.2 水性聚氨酯的結(jié)構(gòu)和性能
1.3 改性水性聚氨酯的研究進(jìn)展
1.3.1 氧化石墨烯改性水性聚氨酯的研究現(xiàn)狀
1.3.2 有機(jī)蒙脫土改性水性聚氨酯的研究現(xiàn)狀
1.3.3 復(fù)合填料改性水性聚氨酯的研究現(xiàn)狀
1.3.4 聚乙烯吡咯烷酮
1.4 本課題的目的、意義和內(nèi)容
1.4.1 本文的目的和意義
1.4.2 研究的主要內(nèi)容
2 氧化石墨烯/水性聚氨酯復(fù)合材料的制備及性能研究
2.1 引言
2.2 實(shí)驗(yàn)
2.2.1 實(shí)驗(yàn)藥品
2.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器
2.2.3 實(shí)驗(yàn)原理
2.2.4 實(shí)驗(yàn)流程
2.2.5 復(fù)合乳液的成膜
2.3 測(cè)試及表征
2.3.1 紅外光譜測(cè)試
2.3.2 硬度及附著力測(cè)試
2.3.3 乳液粘度測(cè)試
2.3.4 耐水性測(cè)試
2.3.5 力學(xué)性能測(cè)試
2.3.6 掃描電鏡測(cè)試
2.3.7 X射線衍射測(cè)試
2.3.8 熱重測(cè)試
2.4 結(jié)果分析
2.4.1 乳液外觀及穩(wěn)定性分析
2.4.2 紅外圖譜分析
2.4.3 X射線衍射分析
2.4.4 掃描電鏡分析
2.4.5 硬度及附著力分析
2.4.6 粘度分析
2.4.7 耐水性分析
2.4.8 力學(xué)性能分析
2.4.9 熱重分析
2.5 本章小結(jié)
3 有機(jī)蒙脫土/水性聚氨酯復(fù)合材料的制備及性能研究
3.1 引言
3.2 實(shí)驗(yàn)
3.2.1 實(shí)驗(yàn)藥品
3.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器
3.2.3 實(shí)驗(yàn)原理
3.2.4 實(shí)驗(yàn)流程
3.2.5 OMMT/PVP/WPU原位復(fù)合乳液的制備
3.2.6 復(fù)合乳液的成膜
3.3 測(cè)試及表征
3.3.1 紅外光譜測(cè)試
3.3.2 硬度及附著力測(cè)試
3.3.3 乳液粘度測(cè)試
3.3.4 耐水性測(cè)試
3.3.5 力學(xué)性能測(cè)試
3.3.6 掃描電鏡測(cè)試
3.3.7 X射線衍射測(cè)試
3.3.8 熱重測(cè)試
3.4 結(jié)果分析
3.4.1 乳液外觀及穩(wěn)定性分析
3.4.2 紅外圖譜分析
3.4.3 X射線衍射分析
3.4.4 掃描電鏡分析
3.4.5 硬度及附著力分析
3.4.6 粘度分析
3.4.7 耐水性分析
3.4.8 力學(xué)性能分析
3.4.9 熱重分析
3.5 比較FIGO與 OMMT對(duì)復(fù)合材料性能的影響
3.6 本章小結(jié)
4 氧化石墨烯/有機(jī)蒙脫土/水性聚氨酯復(fù)合材料的制備及性能研究
4.1 引言
4.2 實(shí)驗(yàn)
4.2.1 實(shí)驗(yàn)藥品
4.2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
4.2.3 實(shí)驗(yàn)原理
4.2.4 實(shí)驗(yàn)流程
4.2.5 復(fù)合乳液的成膜
4.3 測(cè)試及表征
4.3.1 紅外光譜測(cè)試
4.3.2 硬度及附著力測(cè)試
4.3.3 乳液粘度測(cè)試
4.3.4 耐水性測(cè)試
4.3.5 力學(xué)性能測(cè)試
4.3.6 接觸角及表面能測(cè)試
4.3.7 掃描電鏡測(cè)試
4.3.8 X射線衍射測(cè)試
4.3.9 熱重測(cè)試
4.4 結(jié)果分析
4.4.1 填料表面性能分析
4.4.2 乳液外觀及穩(wěn)定性分析
4.4.3 紅外圖譜分析
4.4.4 X射線衍射分析
4.4.5 掃描電鏡分析
4.4.6 硬度及附著力分析
4.4.7 粘度分析
4.4.8 耐水性分析
4.4.9 力學(xué)性能分析
4.4.10 熱重分析
4.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]聚氨酯/納米粒子復(fù)合材料的研究進(jìn)展[J]. 辛晨,李再峰. 彈性體. 2019(05)
[2]納米二氧化鈦/石墨烯改性水性聚氨酯抗菌涂料的制備與評(píng)價(jià)[J]. 程俊,陳剛,湯紫俊,郭麗纓,趙強(qiáng). 涂料工業(yè). 2019(09)
[3]水性聚氨酯涂料的研究現(xiàn)狀[J]. 曾憲光,龔敏,劉朝輝,張穎君,張敬雨. 電鍍與涂飾. 2018(22)
[4]功能化石墨烯和有機(jī)硅雙重改性水性聚氨酯的結(jié)構(gòu)與性能研究[J]. 趙昭,馬興元,張銘芮,劉帥,丁博,韓振斌. 現(xiàn)代化工. 2018(10)
[5]改性蒙脫土/聚氨酯復(fù)合材料表面性能研究[J]. 姚克儉. 聚氨酯工業(yè). 2018(03)
[6]蒙脫土-氧化石墨烯復(fù)合材料催化合成2-(1-苯基乙烯基)苯胺衍生物的研究[J]. 張軍. 廣東化工. 2018(11)
[7]環(huán)氧化石墨烯/水性聚氨酯復(fù)合膜的制備及性能[J]. 馮見艷,王學(xué)川,陳秀婷,王巖松. 精細(xì)化工. 2018(10)
[8]無(wú)機(jī)納米材料改性聚氨酯防腐涂料的研究進(jìn)展[J]. 鮑艷,陳穎. 涂料工業(yè). 2017(08)
[9]水性石墨烯/聚氨酯復(fù)合材料的制備與耐熱性能[J]. 李曉萱,陳玉琴,伍勝利. 高分子材料科學(xué)與工程. 2017(07)
[10]CTMAB改性蒙脫土/聚氨酯保溫材料的制備[J]. 孫魯,曹青. 廣州化工. 2016(21)
博士論文
[1]基于石墨烯/水性聚氨酯功能化合成革涂層的構(gòu)建及性能研究[D]. 馮見艷.陜西科技大學(xué) 2018
[2]合成革用水性聚氨酯的制備及工程技術(shù)應(yīng)用研究[D]. 張哲.陜西科技大學(xué) 2015
[3]塑料薄膜印刷用水性聚氨酯油墨連接料的制備及性能研究[D]. 雷亮.華南理工大學(xué) 2015
碩士論文
[1]羥基聚乙烯吡咯烷酮的制備及其作親水鏈段合成水性聚氨酯的研究[D]. 李韋東.安徽大學(xué) 2019
[2]力化學(xué)再生橡膠改性天然橡膠及其增強(qiáng)機(jī)理研究[D]. 章登科.湖北工業(yè)大學(xué) 2017
[3]含功能性側(cè)鏈的弱陰/非離子水性聚氨酯的制備以及評(píng)價(jià)[D]. 李祥.武漢紡織大學(xué) 2017
[4]二維材料蒙脫土和石墨烯在生物醫(yī)學(xué)中部分性能的初步研究[D]. 閆旭.安徽中醫(yī)藥大學(xué) 2017
[5]水性石墨烯及其聚氨酯復(fù)合材料的制備與性能研究[D]. 陳玉琴.合肥工業(yè)大學(xué) 2017
[6]水性聚氨酯/改性無(wú)機(jī)納米顆粒復(fù)合材料的制備與性能[D]. 范新建.天津工業(yè)大學(xué) 2017
[7]納米Fe3O4協(xié)同增強(qiáng)石墨烯/水性聚氨酯復(fù)合膜的電磁屏蔽性能研究[D]. 葛炳輝.陜西科技大學(xué) 2016
[8]二維結(jié)構(gòu)活性液體納米增強(qiáng)體對(duì)環(huán)氧復(fù)合材料阻隔性能及力學(xué)性能影響規(guī)律的研究[D]. 鄭竣譯.北京化工大學(xué) 2015
[9]氧化石墨烯復(fù)合材料的制備及其對(duì)水泥基材料和聚氨酯涂飾劑的增強(qiáng)增韌作用[D]. 丁懷東.陜西科技大學(xué) 2015
[10]氨基功能化石墨烯/聚氨酯復(fù)合材料的制備與性能研究[D]. 王忠娟.合肥工業(yè)大學(xué) 2015
本文編號(hào):3669372
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