水性聚氨酯（WPU）是一種以水作為分散介質(zhì)的新型聚氨酯體系,具有綠色環(huán)保、機(jī)械性能優(yōu)良、相容性好、易于改性等優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于膠黏劑、涂料、皮革等領(lǐng)域。水性聚氨酯已逐步取代溶劑型聚氨酯,成為聚氨酯工業(yè)發(fā)展的重要方向,但水性聚氨酯的耐磨性、耐水性等性能方面遠(yuǎn)不及溶劑型聚氨酯,在一定程度上限制水性聚氨酯的應(yīng)用,因此,對(duì)水性聚氨酯改性增強(qiáng)受到國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。水性聚氨酯主要由硬段的異氰酸酯和擴(kuò)鏈劑,軟段的大分子多元醇嵌段共聚而成,由于軟硬段熱力學(xué)不相容性形成微相分離的結(jié)構(gòu)。為改善水性聚氨酯的綜合性能,一方面,從水性聚氨酯本身結(jié)構(gòu)出發(fā),通過(guò)調(diào)節(jié)水性聚氨酯軟硬段配比,選用性能優(yōu)異的異氰酸酯、擴(kuò)鏈劑和大分子多元醇,調(diào)節(jié)微相分離程度得到我們想要性能的水性聚氨酯;另一方面,通過(guò)添加納米填料對(duì)水性型聚氨酯改性處理,常規(guī)納米填料石墨烯、碳納米管等對(duì)水性聚氨酯有明顯的補(bǔ)強(qiáng)效果,但它們與水性聚氨酯的相容性較差,而且容易發(fā)生團(tuán)聚,減弱了水性聚氨酯的性能,最近,高結(jié)晶度、高彈性模量、可生物降解、易于改性的甲殼素納米晶受到廣泛關(guān)注,因其表面含有豐富的親水基團(tuán),在水溶液中具有較好的分散穩(wěn)定性,與水性聚氨酯相容性好,... 

【文章來(lái)源】：青島科技大學(xué)山東省

【文章頁(yè)數(shù)】：66 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

聚氨酯分子結(jié)構(gòu)軟硬段模型圖

卓撬兀╟hitin）是甲殼質(zhì)和殼聚糖的統(tǒng)稱，其單體單元結(jié)構(gòu)為（1,4）-2-乙酰氨基-2-脫氧-β-D-葡萄糖，由動(dòng)植物經(jīng)生物合成的一種帶正電荷多糖類天然高分子聚合物，年產(chǎn)量約100億噸，是僅次于纖維素的第二大豐富的天然高分子聚合物，其主要存在于藻類、真菌、節(jié)肢動(dòng)物體內(nèi)，這些動(dòng)植物體內(nèi)的甲殼素不僅可以保護(hù)機(jī)體抵御外力沖擊，同時(shí)還能夠吸收紫外線起到抗菌殺毒的作用[88]。甲殼素經(jīng)脫乙酰處理后得到殼聚糖（脫乙酰程度大于50%），這種殼聚糖由于其大分子結(jié)構(gòu)中存在大量的氨基，能夠大大改善甲殼素的溶解性及化學(xué)活性[89]。圖1-2（A）甲殼素的分子結(jié)構(gòu)（B）殼聚糖的分子結(jié)構(gòu)Figure1-2Chemicalstructureofchitin(A)andchitosan(B)[88]甲殼素由于其獨(dú)特的分子結(jié)構(gòu)，呈現(xiàn)出許多優(yōu)異的物理化學(xué)性質(zhì)和生物活性，因此甲殼素常作為天然的納米填料應(yīng)用，相比于納米填料如：炭黑、碳納米管、石墨烯等，甲殼素有更高的結(jié)晶度、彈性模量、拉伸強(qiáng)度和更好的生物相容、生物降解性，因此近些年來(lái)，采用甲殼素作為納米填料改善聚合物性質(zhì)研究越來(lái)越受到關(guān)注[90,91]。Liu等人[92]將酸解法制備的甲殼素納米晶（CNCs）與天然膠乳（NR）復(fù)合制備CNCs/NR復(fù)合材料，CNCs均勻分散在NR基體中，有效的提高了橡膠的拉伸強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性，含有5%CNCs的CNCs/NR復(fù)合材料拉伸強(qiáng)度是純NR的6.25倍，此外，復(fù)合材料的撕裂強(qiáng)度、儲(chǔ)存模量、熱分解溫度也隨著甲殼素含量的提高而增加。Chen等人[93]將表面脫乙酰的甲殼素納米纖維（S-CHNF）加入到明膠中，采用浸沒(méi)干燥的方法制備甲殼素納米纖維/明膠復(fù)合材料，復(fù)合材料的拉應(yīng)力和楊氏模量顯著提高，而且無(wú)論S-CHNF加入量如何，復(fù)合材料都保持著很好的透明性。1.4.2甲殼素納米粒子的制備甲殼素納米材料的制備方法主要有自上而下和自下而

分別采用球磨法、超聲法、均質(zhì)機(jī)法等方法對(duì)甲殼素進(jìn)行機(jī)械剝離。Ifuku等人[96]將酸處理過(guò)的去除蛋白質(zhì)和礦物質(zhì)的甲殼素，在酸性和中性條件下采用球磨的方法成功制備了10-20納米且長(zhǎng)徑比均勻的甲殼素納米纖維。Lu等人[97]以蟹殼為原材料，在中性條件下通過(guò)超聲的方法制備α-甲殼素納米纖維，并通過(guò)控制超聲的時(shí)間，將α-甲殼素納米纖維尺寸控制在20-200納米之間，經(jīng)過(guò)EDS、FTIR和XRD測(cè)試結(jié)果表明，純化和超聲過(guò)的甲殼素納米纖維的晶體結(jié)構(gòu)和分子結(jié)構(gòu)保持不變，且發(fā)現(xiàn)經(jīng)超聲處理過(guò)的甲殼素納米纖維的結(jié)晶度稍微有些增加。圖1-3α-甲殼素在中性條件下超聲實(shí)驗(yàn)，約200納米的純化甲殼素微纖超聲5分鐘第一次分裂成較薄的纖維，進(jìn)一步超聲得到20納米的甲殼素纖維。Figure1-3Theindividualizationofα-chitinnanofibersfromprawnshellswithatypicallaboratory-scaleultrasonicationapparatusunderneutralcondition.Thepurifiedchitinmicrofibrilswiththediameterof~200nmformthetypicaltwistedplywoodstructureofthecuticle,andfirstsplittothinnerchitinfibrilsafter5minultrasonictreatmentalongtheaxesofthefibers.Allthesechitinfibrilsarefurtherseparatedto20nmwidthnanofibers,whichareaggregatedbyα-chitinnanofibrils[97]

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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[3]高固含量水性聚氨酯的合成與結(jié)晶行為研究[D]. 曹高華.華南理工大學(xué) 2014
[4]大分子序列結(jié)構(gòu)及不同軟鏈段對(duì)聚氨酯性能的影響[D]. 余翔.太原理工大學(xué) 2013
[5]硬段含量和類型對(duì)水性聚氨酯性能的影響[D]. 徐恒志.安徽大學(xué) 2012



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