水性聚氨酯基復合物的制備及其電流變性能的研究.pdf

1、本文研究了水性聚氨酯基納米復合物的制備、表征及在粘合劑、光固化樹脂以及在電流變液領(lǐng)域的應(yīng)用，研究對比了不同改性方法制備的水性聚氨酯基復合物的不同性質(zhì)。 本研究創(chuàng)新性地利用可視化優(yōu)化的方法指導實驗配方的優(yōu)化設(shè)計，并以三羥甲基丙烷(TMP)做為交聯(lián)劑，環(huán)氧樹脂和丙烯酸酯為改性劑合成多重改性的水性聚氨酯乳液。用環(huán)氧樹脂分別以化學接枝法和機械共混法成功制備了環(huán)氧樹脂/水性聚氨酯(EP/WPU)復合乳液。用透射電鏡(TEM)、差示掃描量熱

2、分析(DSC)儀、傅立葉變換紅外光譜、粒度分析儀、拉伸性能測試等對改性后的乳液進行了表征，分別比較光固化前后雙重改性水性聚氨酯的機械性能和環(huán)氧樹脂不同加入方式與加入量對EP/WPU乳液結(jié)構(gòu)與性能的影響。 本文重點研究了負載有二氧化硅納米粒子的陰離子型水性聚氨酯，根據(jù)二氧化硅納米粒子與聚氨酯復合方式的不同，采用原位水解法和相反轉(zhuǎn)法制備二氧化硅/水性聚氨酯復合物(SiO<,2>/PU)，并且在對兩種方法制備的SiO<,2>/PU的一

3、般性能和結(jié)構(gòu)進行探索比較的基礎(chǔ)上，著重探討了原位水解法制備的SiO<,2>/PU的電流變效應(yīng)。 研究結(jié)果表明，二氧化硅對水性聚氨酯具有增強增韌的作用，交聯(lián)和丙烯酸雙重改性對水性聚氨酯的耐熱性和耐水性都有很大程度的提高。對于雙重改性的光固化樹脂體系，當活性稀釋劑甲基丙烯酸-2-羥乙酯(HEMA)的含量在30～50％、光引發(fā)劑的用量為3％、紫外光照射時間為60s時固化膜的性能最佳；對于環(huán)氧樹脂改性的水性聚氨酯體系，化學接枝法比機械共

4、混法更難得到穩(wěn)定的乳液，隨著環(huán)氧樹脂加入量的增多，WPU膜的拉伸強度和斷裂伸長率都有明顯增加，乳液粒子粒徑分布加寬。考察二氧化硅/水性聚氨酯納米復合物的電流變性能：在相同的電場下，二氧化硅的含量越大，二氧化硅/水性聚氨酯納米復合物電流變效應(yīng)越明顯；材料本身結(jié)構(gòu)是對電流變效應(yīng)主要的影響，以MDI為原料的二氧化硅/水性聚氨酯納米復合物的電流變效應(yīng)優(yōu)于以HDI為原料二氧化硅/水性聚氨酯納米復合物的電流變效應(yīng)。材料本身的結(jié)構(gòu)對漏電流的影響較大，