發(fā)布時(shí)間：2017-09-19 23:01

  本文關(guān)鍵詞：彩色導(dǎo)電可控聚氨酯薄膜的制備與研究

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【摘要】：本實(shí)驗(yàn)主要針對(duì)目前導(dǎo)電復(fù)合材料多為炭黑作為導(dǎo)電填料導(dǎo)致材料為黑色缺乏色彩多樣性、裝飾性等缺點(diǎn)這一現(xiàn)象,試圖通過(guò)其它導(dǎo)電填料替換炭黑、添加顏料的方式來(lái)制備既能導(dǎo)電又帶有色彩性的復(fù)合材料。其中,熱塑性聚氨酯(TPU)因其優(yōu)異的力學(xué)性能和加工性能以及環(huán)保性正在受到越來(lái)越多的關(guān)注,所以本實(shí)驗(yàn)致力于研究開(kāi)發(fā)彩色導(dǎo)電可控聚氨酯薄膜。采用溶液法以超導(dǎo)炭黑、導(dǎo)電云母粉(DM-1)和碳纖維(CF)作為導(dǎo)電填料,以鐵紅、有機(jī)紅144、鐵黃、黃151作為顏料分別制備黑色導(dǎo)電聚氨酯薄膜、彩色抗靜電聚氨酯薄膜和彩色導(dǎo)電聚氨酯薄膜,并對(duì)最終薄膜的導(dǎo)電性能、CIE色彩性能、分散性能和力學(xué)性能進(jìn)行分析。超導(dǎo)炭黑填充TPU時(shí),其逾滲閥值為6%-7%,其中炭黑含量為7%時(shí),TPU薄膜的體積電阻率為3.03×103Ω·cm,已經(jīng)達(dá)到了導(dǎo)電級(jí)別；超導(dǎo)炭黑對(duì)薄膜的色彩性能沒(méi)有影響。TPU中加入DM-1得到淺灰色抗靜電聚氨酯薄膜,加了鐵紅、有機(jī)紅144、鐵黃、黃151顏料分別得到紅色抗靜電聚氨酯薄膜和黃色抗靜電聚氨酯薄膜。發(fā)現(xiàn)淺灰色抗靜電聚氨酯薄膜中DM-1的含量為23.1%時(shí),其體積電阻率為6.82×109Ω·cm,達(dá)到了抗靜電級(jí)別,其拉伸強(qiáng)度為26MPa:DM-1的含量為33.3%時(shí),其色彩性能趨于穩(wěn)定,在TPU基體中的分散變得困難。鐵紅和有機(jī)紅144顏料都能成功對(duì)淺灰色抗靜電聚氨酯薄膜進(jìn)行著色,鐵紅著色要比有機(jī)紅144更加穩(wěn)定,更符合單常數(shù)Kubelka-Munk模型,其中當(dāng)鐵紅含量為2%時(shí),紅色抗靜電聚氨酯薄膜的色彩趨于穩(wěn)定；鐵黃顏料也能成功對(duì)淺灰色抗靜電聚氨酯薄膜進(jìn)行著色,然而黃151卻著色失敗,出現(xiàn)黃轉(zhuǎn)綠的色變現(xiàn)象。以上四種顏料的加入均對(duì)淺灰色抗靜電聚氨酯薄膜的體積電阻率和拉伸強(qiáng)度影響較小。TPU中加入碳纖維(CF)和鈦酸酯偶聯(lián)劑改性的碳纖維(Ti-CF),分別得到導(dǎo)電CF/TPU薄膜和Ti-CF/TPU薄膜,在導(dǎo)電Ti-CF/TPU薄膜中添加鐵紅顏料得到紅色導(dǎo)電Ti-CF/TPU薄膜。發(fā)現(xiàn)鈦酸酯偶聯(lián)劑改性碳纖維制備的導(dǎo)電TPU薄膜導(dǎo)電性能和力學(xué)性能均優(yōu)于未改性的,其逾滲閥值為5-6%,當(dāng)改性碳纖維含量為6%時(shí),薄膜的體積電阻率961Ω·cm,可達(dá)到導(dǎo)電級(jí)別,其含量為4%時(shí),拉伸強(qiáng)度相對(duì)于純TPU增大到41.7MPa,但從其分散照片看此時(shí)已經(jīng)開(kāi)始出現(xiàn)碳纖維纏繞的現(xiàn)象：鐵紅顏料能夠成功對(duì)導(dǎo)電Ti-CF/TPU薄膜進(jìn)行著色,當(dāng)鐵紅含量為2.5%時(shí),紅色導(dǎo)電Ti-CF/TPU薄膜的色彩趨于穩(wěn)定；鐵紅顏料的加入對(duì)導(dǎo)電Ti-CF/TPU薄膜的體積電阻率和拉伸強(qiáng)度影響不大。
【關(guān)鍵詞】：彩色 導(dǎo)電 抗靜電 熱塑性聚氨酯 超導(dǎo)炭黑 導(dǎo)電云母粉 碳纖維
【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TQ323.8;TB383.2
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-19
• 第一章 緒論19-31
• 1.1 引言19
• 1.2 熱塑性聚氨酯的概述19-22
• 1.2.1 熱塑性聚氨酯的結(jié)構(gòu)19-20
• 1.2.1.1 軟段結(jié)構(gòu)19-20
• 1.2.1.2 硬段結(jié)構(gòu)20
• 1.2.1.3 微相分離結(jié)構(gòu)20
• 1.2.2 熱塑性聚氨酯的加工方法20-21
• 1.2.3 熱塑性聚氨酯的加工改性21-22
• 1.2.3.1 共混改性21
• 1.2.3.2 填充改性21-22
• 1.2.4 熱塑性聚氨酯的應(yīng)用需求22
• 1.3 熱塑性聚氨酯著色的概述22-25
• 1.3.1 著色方法22-23
• 1.3.2 著色難點(diǎn)23-24
• 1.3.2.1 顏料的選擇23-24
• 1.3.2.2 顏料的分散24
• 1.3.3 著色表征24-25
• 1.4 熱塑性聚氨酯導(dǎo)電的概述25-29
• 1.4.1 聚合物導(dǎo)電的分類(lèi)25
• 1.4.2 導(dǎo)電機(jī)理25-26
• 1.4.2.1 導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的形成25
• 1.4.2.2 載流子的遷移25-26
• 1.4.3 導(dǎo)電填料26-29
• 1.4.3.1 金屬導(dǎo)電填料26
• 1.4.3.2 非金屬導(dǎo)電填料26-28
• 1.4.3.3 非金屬抗靜電填料28-29
• 1.5 課題的研究?jī)?nèi)容和意義29-31
• 第二章 黑色導(dǎo)電聚氨酯薄膜的制備與研究31-41
• 2.1 引言31
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分31-32
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)原料31-32
• 2.2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀器32
• 2.3 實(shí)驗(yàn)方法32-33
• 2.3.1 工藝流程32-33
• 2.3.2 實(shí)驗(yàn)配方33
• 2.4 測(cè)試與表征33-34
• 2.4.1 除去THF方法的選擇33
• 2.4.2 導(dǎo)電性能測(cè)試33
• 2.4.3 色彩性能測(cè)試33-34
• 2.4.3.1 反射率測(cè)試33-34
• 2.4.3.2 L*a*b*值測(cè)試34
• 2.4.3.3 著色力測(cè)試34
• 2.4.3.4 透射率測(cè)試34
• 2.4.4 拉曼測(cè)試34
• 2.5 結(jié)果與討論34-39
• 2.5.1 除去THF方法的確定34-35
• 2.5.2 拉曼分析35-36
• 2.5.3 導(dǎo)電性能分析36-37
• 2.5.4 色彩性能分析37-39
• 2.5.4.1 反射率分析37-38
• 2.5.4.2 L~*a~*b值分析38
• 2.5.4.3 著色力分析38-39
• 2.5.4.4 透射率分析39
• 2.6 本章小結(jié)39-41
• 第三章 彩色抗靜電聚氨酯薄膜的制備與研究41-63
• 3.1 引言41-42
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分42-43
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)原料42
• 3.2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀器42-43
• 3.3 實(shí)驗(yàn)方法43-44
• 3.3.1 工藝流程43
• 3.3.2 實(shí)驗(yàn)配方43-44
• 3.4 測(cè)試與表征44-45
• 3.4.1 SEM測(cè)試44
• 3.4.2 導(dǎo)電性能測(cè)試44
• 3.4.3 色彩性能測(cè)試44-45
• 3.4.3.1 反射率測(cè)試44
• 3.4.3.2 L~*a~*b~*值測(cè)試44
• 3.4.3.3 著色力測(cè)試44-45
• 3.4.4 拉伸性能測(cè)試45
• 3.4.5 分散性能測(cè)試45
• 3.5 結(jié)果與討論45-61
• 3.5.1 淺灰色抗靜電聚氨酯薄膜45-51
• 3.5.1.1 DM-1的結(jié)構(gòu)分析45-46
• 3.5.1.2 導(dǎo)電性能分析46-47
• 3.5.1.3 色彩性能分析47-49
• 3.5.1.4 拉伸性能分析49-50
• 3.5.1.5 分散性能分析50-51
• 3.5.2 紅色抗靜電聚氨酯薄膜51-57
• 3.5.2.1 顏料的結(jié)構(gòu)分析51-52
• 3.5.2.2 導(dǎo)電性能分析52-53
• 3.5.2.3 色彩性能分析53-55
• 3.5.2.4 單常數(shù)Kubelka-Munk理論55-56
• 3.5.2.5 拉伸性能分析56-57
• 3.5.3 黃色抗靜電聚氨酯薄膜57-61
• 3.5.3.1 導(dǎo)電性能分析57
• 3.5.3.2 色彩性能分析57-60
• 3.5.3.3 拉伸性能分析60-61
• 3.6 本章小結(jié)61-63
• 第四章 彩色導(dǎo)電聚氨酯薄膜的制備與研究63-75
• 4.1 引言63
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分63-64
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)原料63-64
• 4.2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀器64
• 4.3 實(shí)驗(yàn)方法64-65
• 4.3.1 碳纖維預(yù)處理64
• 4.3.2 工藝流程64-65
• 4.3.3 實(shí)驗(yàn)配方65
• 4.4 測(cè)試與表征65-66
• 4.4.1 導(dǎo)電性能測(cè)試65
• 4.4.2 分散性能測(cè)試65
• 4.4.3 色彩性能測(cè)試65-66
• 4.4.3.1 反射率測(cè)試65
• 4.4.3.2 L~*a~*b~*值測(cè)試65
• 4.4.3.3 著色力測(cè)試65-66
• 4.4.4 拉伸性能測(cè)試66
• 4.5 結(jié)果與討論66-72
• 4.5.1 導(dǎo)電性能分析66-67
• 4.5.2 分散性能分析67-68
• 4.5.3 色彩性能分析68-71
• 4.5.3.1 反射率分析69-70
• 4.5.3.2 L~*a~*b~*值分析70-71
• 4.5.3.3 著色力分析71
• 4.5.4 拉伸性能分析71-72
• 4.6 本章小結(jié)72-75
• 第五章 結(jié)論75-77
• 參考文獻(xiàn)77-81
• 致謝81-83
• 碩士期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文83-85
• 作者及導(dǎo)師簡(jiǎn)介85-86
• 附件86-87

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：884411