水性聚氨酯（WPU）具有無毒、不易燃、環(huán)保的特點。目前已廣泛應(yīng)用于涂料、油墨、粘合劑、皮革涂飾劑等領(lǐng)域。但其耐水性、熱穩(wěn)定性和力學(xué)性能均低于溶劑型聚氨酯,嚴(yán)重制約了其進一步的應(yīng)用。解決上述問題的有效途徑是在水性聚氨酯中引入具有很好相容性的無機納米粒子,如添加金納米粒子、碳納米管、石墨等可以顯著改善所得水性聚氨酯的耐熱、耐磨等品質(zhì),同時還能有效提升其拉伸強度。近年來,納米材料由于小尺寸效應(yīng)、界面效應(yīng)及量子隧道效應(yīng)倍受聚合物研究者的關(guān)注。低維無機礦物種類繁多,存在著不同維度的晶型礦物（如凹凸棒石黏土為一維纖維狀,蒙脫石為二維片層狀,白云石為三維立方體狀）,不同的維度和晶型將導(dǎo)致不同礦物與聚氨酯樹脂的相容性和在其中的分散性的不同,影響所得水性聚氨酯的性能。不同維度礦物間協(xié)同增強水性聚氨酯的機制的揭示,將有助于更好的指導(dǎo)低維無機礦物在聚氨酯領(lǐng)域的應(yīng)用,并為發(fā)展其它功能化高分子復(fù)合材料時對低維無機礦物種類的選擇提供理論支撐。本論文利用凹凸棒石黏土（凹土,PAL）、白云石（DOL）、聚丙烯酸改性凹土、凹土基熒光材料為改性劑,通過機械共混法、原位聚合法制備水性聚氨酯（WPU）復(fù)合材料,通過一系列測試... 

【文章來源】：淮陰工學(xué)院江蘇省

【文章頁數(shù)】：62 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

不同SiO2含量的WPU膜的力學(xué)性能Fig1-1MechanicalpropertiesoftheWPUfilmswithdifferentSiO2contents

結(jié)合力，被聚合物所包覆的納米粒子更加容易均勻分散。1.3.3水性聚氨酯/無機納米復(fù)合材料研究進展（1）共混法制備水性聚氨酯復(fù)合材料Du等[53]先通過原位法制備了脲基-硅基功能化氧化石墨烯（FGO），然后將FGO與WPU基體通過共混法物理結(jié)合制備出WPU/FGO復(fù)合材料，如圖1-2所示。測試結(jié)果表明：FGO與WPU具有良好的分散性和相容性。FGO可以調(diào)節(jié)WPU/FGOs復(fù)合材料的力學(xué)性能和阻燃性能，含2wt%FGO的WPU/FGO-2復(fù)合材料表現(xiàn)出更好的機械性能、熱性能和防火性能（拉伸強度達到17.1MPa、斷裂伸長率達到925.0%、極限氧指數(shù)23.1%）。圖1-2WPU/FGO復(fù)合材料及熱、力學(xué)性能測試Figure1-2WPU/FGOcompositematerialandthermalandmechanicalpropertiestestYang等[54]采用共混法，在合成的水性聚氨酯中加入膠態(tài)二氧化硅制備了水性聚氨酯-二氧化硅雜化物。雜化薄膜中二氧化硅的含量在0-50wt%之間變化。實驗結(jié)果表明，隨著二氧化硅含量的增加，雜化溶液的粘度增大，導(dǎo)致雜化膜中二氧化硅顆粒的聚集，硅顆粒與聚氨酯聚合物鏈的相互作用效果更加顯著。所制備的復(fù)合薄膜具有較好的熱穩(wěn)定性和力學(xué)性能。當(dāng)二氧化硅含量低于20wt%時，薄膜透明度隨二氧化硅含量的增加而降低；當(dāng)

DI）和聚乙二醇（PEG）為原料制備了新型水性UV固化超支化聚氨酯丙烯酸酯/二氧化硅(HBWPUA/SiO2)納米復(fù)合材料。如圖1-3所示：HBWPUA/SiO2-0%和HBWPUA/SiO2-4%固化膜具有相似的熱分解過程，表現(xiàn)為三個明顯的失重區(qū)域。HBWPUA/SiO2-4%混合膜相比HBWPUA/SiO2-0%在三個區(qū)域的最高峰值溫度分別從195℃、301℃、433℃提高到了203℃、310℃和438℃。因此HBWPUA/SiO2-4%混合膜相比HBWPUA/SiO2-0%具有更好的熱穩(wěn)定性。因為SiO2的加入增加了交聯(lián)密度，同時SiO2也會引起“屏障效應(yīng)”，延遲降解產(chǎn)物的揮發(fā)，這些都是提高熱穩(wěn)定性的原因圖1-3HBWPUA/SiO2-0%和HBWPUA/SiO2-4%的TGA和DTG曲線Fig1-3TGAandDTGcurvesoftheHBWPUA/SiO2-0%andHBWPUA/SiO2-4%Rashti等[58]通過溶膠凝膠法制備出聚氨酯/SiO2納米復(fù)合材料，實驗結(jié)果表明：通過添加納米SiO2，聚氨酯的機械性能較未添加前得到了明顯提高，并且提高了其生物相容性。Fu等[59]采用原位溶膠凝膠法設(shè)計并制備了具有化學(xué)結(jié)合聚合物基和硅納米顆粒的水性蓖麻油基聚氨酯/硅基復(fù)合材料。實驗結(jié)果表明，納米二氧化硅在聚氨酯基體中對提高

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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