聚氨酯-有機(jī)剛性微球復(fù)合材料的制備及性能研究.pdf

1、聚氨酯彈性體由于具有機(jī)械性能優(yōu)良、彈性高、耐磨、耐油、耐臭氧、耐透氣性能好等優(yōu)異的性能，因此在民用、國防、航天、軍事、體育等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。為了進(jìn)一步提高聚氨酯材料的性能，擴(kuò)大其應(yīng)用領(lǐng)域，人們一直致力于通過各種方式對(duì)聚氨酯材料進(jìn)行改性。隨著納米技術(shù)的興起，使用無機(jī)納米粒子對(duì)其進(jìn)行改性，己成為一種有效的途徑。無機(jī)納米粒子在聚氨酯基體中分散性較差，影響其改性效果，使用前通常需要對(duì)其表面進(jìn)行改性，而用乳液法合成有機(jī)剛性納米粒子較為容易，

2、且有機(jī)剛性粒子的表面與聚氨酯基體有較好的相容性，因此，本論文首次提出用有機(jī)剛性微球?qū)郯滨ゲ牧线M(jìn)行改性研究。 本文采用種子乳液聚合方法合成了聚苯乙烯有機(jī)剛性微球和表面帶羥基的有機(jī)剛性微球，考察了影響乳液聚合穩(wěn)定性和微球粒徑的因素，并通過激光粒度分布儀、TEM和FT-IR等手段對(duì)有機(jī)剛性微球進(jìn)行了分析測試和表征。 TEM測試結(jié)果顯示有機(jī)剛性微球?yàn)樾螒B(tài)基本規(guī)則的球形，粒度均勻。 FT-IR分析證實(shí)功能單體甲基丙烯酸β

3、羥乙酯可有效地聚合在有機(jī)剛性微球的表面，微球表面的羥基含量為0.107％。 本文在聚酯多元醇(PEA)-甲苯二異氰酸酯(TDI)-3，3-二氯-4，4-二氨基二苯甲烷(MOCA)和聚醚多元醇(PTMEG)-甲苯二異氰酸酯(TDI)-3，3-二氯-4，4-二氨基二苯甲烷(MOCA)兩種體系中，采用預(yù)聚法制備了聚氨酯/有機(jī)剛性微球復(fù)合材料，詳細(xì)考察了復(fù)合材料的力學(xué)性能、耐溶劑性能，并利用DMA、DSC和SEM等手段對(duì)復(fù)合材料進(jìn)行了表

4、征。力學(xué)性能測試結(jié)果顯示：在聚酯和聚醚兩種體系中，復(fù)合材料的力學(xué)性能與純聚氨酯相比均有顯著的提高。在聚酯型聚氨酯/有機(jī)剛性微球復(fù)合材料中，用表面帶羥基的有機(jī)剛性微球制備的復(fù)合材料(PEU/PS-OH復(fù)合材料)的綜合力學(xué)性能優(yōu)于用聚苯乙烯有機(jī)剛性微球制備的復(fù)合材料(PEU/PS復(fù)合材料)的綜合力學(xué)性能。在聚醚型聚氨酯/有機(jī)剛性微球復(fù)合材料中，用聚苯乙烯有機(jī)剛性微球制備的復(fù)合材料(PTU/PS復(fù)合材料)的綜合力學(xué)性能優(yōu)于用表面帶羥基的有機(jī)剛

5、性微球制備的復(fù)合材料(PTU/PS-OH復(fù)合材料)的綜合力學(xué)性能。在兩種體系中均表現(xiàn)為有機(jī)剛性微球的添加量為1％～3％時(shí)，復(fù)合材料的綜合力學(xué)性能提高幅度較大。 DMA測試結(jié)果顯示：聚酯型聚氨酯/有機(jī)剛性微球復(fù)合材料中，PEU/PS復(fù)合材料的儲(chǔ)模能量與純聚氨酯相比變化不大，耗能模量降低，玻璃化溫度降低，阻尼性能降低，說明聚苯乙烯有機(jī)剛性微球的加入影響了微相分離。 DSC測試結(jié)果顯示：有機(jī)剛性微球起到異相成核的作用，改變了硬