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半個世紀以來，由于聚氨酯彈性體具有硬度范圍寬，強度高，耐磨，性能靈活、可調(diào)等特點，已廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟的各個方面，成為不斷穩(wěn)定增長的材料之一。然而聚氨酯也存在著內(nèi)生熱大，耐強極性和強堿介質(zhì)差等弱點，限制了其在特殊環(huán)境下的大規(guī)模應(yīng)用。近年來，用無機有機納米填料增強聚氨酯，制備納米復(fù)合材料，吸引了廣大科研人員的關(guān)注。與普通聚氨酯彈性體相比，復(fù)合材料的力學(xué)性能，耐熱性能都有了一定程度的提高。
凹凸棒土作為一種層狀硅酸鹽礦物，由于其晶體結(jié)構(gòu)特殊，可作為一種天然的納米材料，而且其來源廣泛，價格低廉并且性能優(yōu)越，逐漸引起了人們的注意。將其用于改性聚氨酯具有廣泛的應(yīng)用前景。然而，目前對凹凸棒土進行有機改性處理，添加到聚合物的研究報道較少，而且國內(nèi)外用于改性聚氨酯彈性體幾乎未有報道。
本課題主要研究了聚氨酯彈性體的合成、有機凹凸棒土/聚氨酯納米復(fù)合材料的制備，并對所得復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)與性能進行了表征。本文的研究如下:
1、純聚氨酯彈性體的制備。以PTMG和TDI為主要原料，按照預(yù)聚體中-NCO基百分含量變化、軟段PTMG分子量變化、擴鏈劑系數(shù)變化、擴鏈劑種類等不同制得試樣，并且對試樣做了一系列的力學(xué)性能和耐溶劑性能測試。結(jié)果表明，聚氨酯彈性體的力學(xué)性能和耐溶劑性能隨參數(shù)的改變而變化。
2、有機凹凸棒土/聚氨酯納米復(fù)合材料的性能研究。選用凹凸棒土為填料，用鹽酸和硅烷偶聯(lián)劑KH550對其進行表面改性，得到有機改性凹凸棒土。選用分子量為1000的四氫呋喃均聚醚（PTMG）多元醇，2，4-甲苯二異氰酸酯(TDI)、3，3'-二氯-4，4'-二氨基二苯基甲烷(MOCA)擴鏈劑作為原料。通過改變有機凹凸棒土含量，采用插層聚合法制備出了一系列有機凹凸棒土/聚氨酯彈性體納米復(fù)合材料。采用FTIR、SEM和TGA表征了有機凹凸棒土/聚氨酯納米復(fù)合材料的微觀結(jié)構(gòu)，并對其力學(xué)性能、熱穩(wěn)定性和耐溶劑性能進行測試。結(jié)果表明:復(fù)合材料的力學(xué)性能，耐空氣老化性能，熱穩(wěn)定性均得到提高，耐水性能下降。當有機改性凹凸棒土含量高于2wt％時，有團聚現(xiàn)象產(chǎn)生。綜合比較，有機改性凹凸棒土含量為2wt％時，綜合性能最佳。

    關(guān)鍵詞：
    聚氨酯 凹凸棒土 納米復(fù)合材料 有機改性
    作者：
    孫玉智
    學(xué)位授予單位：
    太原理工大學(xué)
    授予學(xué)位：
    碩士
    學(xué)科專業(yè)：
    材料科學(xué)與工程
    導(dǎo)師姓名：
    韓紅青
    學(xué)位年度：
    2013
    語種：
    中文
    分類號：
    TB383 TB332
    在線出版日期：
    2013年12月31日