聚氨酯弹性体蒙脱土纳米复合材料

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1、河南科技大学硕士学位论文聚氨酯弹性体/蒙脱土纳米复合材料姓名：宋晓艳申请学位级别：硕士专业：高分子化学与物理指导教师：李俊贤;张玉清2003.5.8摘美聚氨酯弹性体／蒙脱土纳米复合材料摘要本文首先选用十八烷基胺、十六烷基三甲基溴化胺、二胺基二苯基甲烷(MDA)为插层剂处理Na．蒙脱土制得有机蒙脱土(分别汜作montl8、montl6、montMDA)。TGA分析结果表明改性后的蒙脱士确实与季铵盐发生了离子交换反应，xRD证明有机蒙脱土片层间距与插层剂链长有关，链越长，片层间距越大。然后以蒙脱土为填料对聚氨酯体系做了以下研究。1．通过化学分析研究了钠．蒙脱土(N

2、a．mont)、有机胺改性蒙脱土(Tj一2)对低不饱和度聚醚二元醇和二苯基甲烷二异氰酸酯反应的影响，这方面的研究还未见文献报导。结果表明，两种类型蒙脱土的加入没有改变聚氨酯反应级数，反应仍为二级反应，但是Tj．2的加入加快了聚氨酯反应的速率，具有催化作用，、而Na-HIont对反应速率的影响并不明显。另外，H-NMR测试结果表明Tj-2的加入同时促进了生成脲基甲酸酯副反应的发生。力学性能测试表明，1％Tj．2复合材料的拉伸强度比纯pu基体提高30％，断裂伸长率却降低20％。2．选用montl8作为填料，DPG为扩链剂，采用原位插层聚合法合成了PuDPG／mon

3、tl8纳米复合材料。通过x．射线衍射和透射电镜研究了montl8在复合材料中的分散状态。结果表明，加入1％、3％montl8的复合材料中，蒙脱土剥离并较均匀的分散于聚氨酯基体中，而加入5％时，只能形成插层型纳米复合材料。TGA分析表明聚氨酯纳米复合材料的热稳定性提高。DMA结果表明蒙脱土的存在对材料的玻璃化温度无明显影响。PuDPG，montl8纳米复合材料的拉伸强度比纯Pu基体提高5l％，断裂伸长率比纯Pu提高31％，模量提一．翌翌型茎查兰堡：!：兰竺笙兰高30％，表现出较好的力学性能。3．选用montl8作为填料，BD0为扩链剂，采用聚氨酯本体预聚法，利用

4、原位插层聚合合成了PUBDo／montl8纳米复合材料。通过x一射线衍射研究了montl8在复合材料中的分散状态：红外分析表明随着montl8含量增加，复合材料氨键减少；DMA结果说明随着montl8含量的增加，材料的玻璃化温度降低，这一现象较为特殊：PuBDo／montl8纳米复合材料的拉伸强度和断裂伸长率分别提高5l％和37％，表现出较好的力学性能，拉伸强度与蒙脱土含量关系曲线出现双峰现象，这在以往文献中也是比较鲜见的。关键词：纳米复合材料，聚氨酯，蒙脱土，低不饱和度聚醚二元醇，脲基甲酸酯，插层聚合POlyurethane，montmorilloniten

5、anocompositesABSTRACTFirstly，0ctadccyl锄ine，cetaIlecyl仃imetllylaIlilinebro】【Ilide踟d4，4’-diphenylmethaIledianilinewereused躯swellingagentstotreatNa-monlIIl耐110nhandfbHnorgano—montIIlorillonitethmu曲ionexchange．Ammoni岫hasreplacedsodiumionofmontmorillonitebyTG强alysis．XRDresultshowedthatmo

6、relong盯tllemoleclllechainofincercal曲edagentis，mo托biggertheintercalatedspaceofmoI曲∞rilloniteis．Thenfollo埘ngstudies黼donebyusingorg锄oclay雒踟ing．1)TheinnuenceofNa-mon协10rillomtcando唱anicmommorillo芏lite(Tj-2)onmere，州onof4，4’-diphenyl砌弛anediisocy眦ateandlowun鼹1ura=哇onpolypropyleneoxideglyco

7、l、vasstudiedbychemicalanalysis．Theresultsshowedtll砒tllere∞tionsweresccondorderboth、vitllⅡlcadditionofNa-montlIlomloniteand1：j·2，butTj-2increasesthereactionrate，i．e．，“c妣catalyzc也epolymerizationofeth盯趾disocy锄atc．ThcaIlalysisofH-NMRindic锄edthatⅡleaddi廿onof1：i-2ledt0sidereactionmwhichal

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