本文選題：水性聚氨酯 + 超疏水涂層　； 參考：《陜西科技大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：超疏水涂層是一種具有特殊表面浸潤(rùn)性質(zhì)的新型涂層,具有拒水、自清潔、抗冰覆、抗菌、減阻、防腐蝕和抗粘附等重要特性,可廣泛應(yīng)用于人們生活的各個(gè)方面。本文以疏水型水性聚氨酯為基底材料,以納米材料構(gòu)筑表面粗糙結(jié)構(gòu),制備了三種性能優(yōu)異的超疏水表面。首先采用低聚物二元醇、異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)、二羥甲基丙酸(DMPA)為主要原料,氨乙基氨丙基聚二甲基硅氧烷(AEAPS)為改性劑,制備了一系列有機(jī)硅改性的水性聚氨酯乳液(SiWPU)。探究了不同類(lèi)型低聚物二元醇對(duì)水性聚氨酯(WPU)膠膜疏水性能的影響,并重點(diǎn)討論了AEAPS用量對(duì)SiWPU乳液及膠膜性能的影響。采用傅里葉紅外變換光譜(FT-IR)、熱重分析儀(TG)、原子力顯微鏡(AFM)、掃描電鏡(SEM)、X射線(xiàn)衍射儀(XRD)對(duì)SiWPU進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征。結(jié)果顯示:采用聚四氫呋喃二醇為軟段材料,w(AEAPS)為6%(以聚氨酯預(yù)聚體質(zhì)量計(jì)),所制備的SiWPU乳液及膠膜各項(xiàng)性能較佳。與未改性的WPU膠膜相比,Si WPU膠膜的表面疏水性、耐水性、力學(xué)性能、熱穩(wěn)定性明顯提高,相分離程度變大;XRD測(cè)試結(jié)果表明:AEAPS的加入導(dǎo)致WPU的結(jié)晶能力下降。其次,將Si WPU與多壁碳納米管(MWCNTs)相結(jié)合,采用從源頭控制污染的新技術(shù)體系制備了具有“Si WPU-MWCNTs-SiWPU”三明治結(jié)構(gòu)的超疏水導(dǎo)電涂層。為改善MWCNTs在乙醇溶劑中的分散性和穩(wěn)定性,先采用十八胺(ODA)對(duì)其修飾,通過(guò)FT-IR、TG、XPS、核磁共振氫譜、透射電鏡(TEM)和穩(wěn)定性分析儀等對(duì)其結(jié)構(gòu)及性能進(jìn)行了表征,結(jié)果表明:十八胺接枝到了MWCNTs上,接枝率為10.97%,且改性后的MWCNTs可以穩(wěn)定地分散在乙醇中,團(tuán)聚現(xiàn)象得到有效改善。考察了復(fù)合涂層的表面微觀形貌、浸潤(rùn)性、電學(xué)性能、通電發(fā)熱特性、機(jī)械穩(wěn)定性及耐紫外線(xiàn)性能。結(jié)果顯示:復(fù)合涂層表面形成鳥(niǎo)巢狀的微納米級(jí)階層結(jié)構(gòu),靜態(tài)接觸角達(dá)到158.1±2.0°且滾動(dòng)角小于1°;超疏水導(dǎo)電涂層的方塊電阻為1.1±0.1 kΩ/sq,導(dǎo)電性能優(yōu)異,同時(shí)具有通電發(fā)熱特性;此外,該超疏水導(dǎo)電涂層表現(xiàn)出較好的機(jī)械穩(wěn)定性和耐紫外線(xiàn)特性,有望應(yīng)用于室外苛刻條件下的除冰系統(tǒng)。再次,將十八胺修飾的多壁碳納米管(MWCNTs-ODA)與Si WPU在丙酮溶劑中共混,噴涂到銅網(wǎng)制備了一種耐腐蝕超疏水銅網(wǎng),并應(yīng)用于油水分離。SEM和接觸角測(cè)試結(jié)果表明:銅網(wǎng)經(jīng)處理后在其表面形成鳥(niǎo)巢狀的微納米階層結(jié)構(gòu),水接觸角達(dá)到162.3±1.2°而油(煤油)接觸角接近0°。油水分離測(cè)試結(jié)果表明,該超疏水銅網(wǎng)可對(duì)石油醚/水、四氯化碳/水、甲苯/水、己烷/水、煤油/水等油水混合物高效分離,分離效率均大于93.79%,且具有良好的可循環(huán)使用性。耐腐蝕性測(cè)試結(jié)果表明,該超疏水銅網(wǎng)分別在1mol/L的NaOH、HCl、NaCl溶液中浸泡24 h后,仍可保持超疏水特性,具有優(yōu)異的耐腐蝕性能。最后,將疏水納米二氧化硅引入到SiWPU體系,噴涂到銅網(wǎng)制備了一種可拒熱水且具有良好機(jī)械穩(wěn)定性能的超疏水銅網(wǎng),并應(yīng)用于高達(dá)100℃的油水混合物的分離。SEM和接觸角測(cè)試結(jié)果表明:銅網(wǎng)經(jīng)處理后,表面形成的粗糙結(jié)構(gòu)具有大量微孔,固態(tài)相率極低,水接觸角達(dá)到162.5±1.4°,滾動(dòng)角小于0.4°,甚至在溫度高于55℃的熱水中仍表現(xiàn)出優(yōu)異的拒水特性。油水分離實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該超疏水銅網(wǎng)可對(duì)石油醚/水、四氯化碳/水、甲苯/水、己烷/水、煤油/水等油水混合物高效分離,分離效率均大于93.71%,且可循環(huán)使用性良好。
[Abstract]:The structure and properties of SiWPU emulsion ( SiWPU ) were studied by means of FT - IR , TG , AFM , SEM and XRD . The results of SEM and contact angle tests show that the super - hydrophobic copper net can effectively separate the oil - water mixture of petroleum ether / water , carbon tetrachloride / water , toluene / water , hexane / water , kerosene / water . The results show that the super - hydrophobic copper net can effectively separate the oil - water mixture of petroleum ether / water , carbon tetrachloride / water , toluene / water , hexane / water , kerosene / water , etc . The separation efficiency is greater than 93.71 % , and the recycling property is good .

【學(xué)位授予單位】：陜西科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：TQ323.8;TQ028

【參考文獻(xiàn)】

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1 孔祥正;;PREPARATION AND CHARACTERIZATION OF WATERBORNE POLYURETHANES MODIFIED WITH BIS(3-(1-METHOXY-2-HYDROXY-PROPOXY)PROPYL) TERMINATED POLYSILOXANES[J];Chinese Journal of Polymer Science;2011年02期

2 李樹(shù)材;岳瑞峰;;含PDMS側(cè)鏈的水性聚氨酯的制備及性能研究[J];涂料工業(yè);2010年05期

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4 侯孟華,劉偉區(qū),陳精華;有機(jī)硅改性水性聚氨酯乳液的研制[J];聚氨酯工業(yè);2005年01期

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本文編號(hào)：1756274