【硕士】聚氨酯复合材料的制备及性能的研究

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内容简介

　　【硕士】聚氨酯复合材料的制备及性能的研究　　授予学位：硕士　　学位授予单位：太原理工大学　　学位年度：2007　　 聚氨酯(PU)弹性体由于综合性能出众而被广泛应用于民用、体育、航天、军事等领域，成为不可缺少的重要材料之一。但由于其耐热、耐极性溶剂等性能还不够理想，其应用受到了一定程度的限制。为了进一步拓宽其应用领域，研究者一方面把特殊粒子加入体系以改善聚氨酯材料的一些性能，另一方面通过改变制备方法来提高聚氨酯材料的性能。　　 本文在聚酯多元醇(PEA)一甲苯二异氰酸酯(TDD一3，3一二氯4，4-二氨基二苯甲烷(MOCA)体系下，采用预聚法制备了聚氨酯／SBA．15分子筛复合材料和聚氨酯／碳纳米管复合材料并通过力学性能、耐溶剂性能、DSC、DMA、SEM及电学性能等测试手段考察了复合材料的多项性能。测试结果表明，聚氨酯／SBA015分子筛复合材料，与纯聚氨酯材料相比，其力学性能和耐溶剂性能没有得到明显的提高，且略有下降。DMA结果说明，SBA．15含量为3％时，PU／SBA．15分子筛复合材料，与纯聚氨酯材料相比，其储能模量大幅度提高，而阻尼性能下降。TG结果表明， SBA．15分子筛不能够明显的改善复合材料耐热性。DSC表征结果说明，SBA-15分子筛加入聚氨酯体系中，与纯聚酯制备的聚氨酯材料相比，玻璃化转变温度相近，SBA．15分子筛对硬链段的结晶几乎没有影响。　　 聚氨酯／碳纳米管复合材料的力学性能测试结果表明，与纯聚氨酯相比，PU／CNTs复合材料的力学性能和伸长率有所提高。DMA测试结果表明，与纯聚氨酯相比，PU／CNTs复合材料的储能模量和耗能模量都变大，阻尼也大幅度提高。　　 电性能测试结果表明，随着CNTs含量的增大，PU／CNTs复合材料的导电性能显著提高，且交联剂对其导电性能影响较大。在相同的CNTs质量分数时，用TMP交联的复合材料比用MOCA交联的复合材料有更优的导电性能。当CNTs质量分数为l％时，以TMP交联的PU／CNTs复合材料的体积电阻率比纯PU下降4个数量级；而以MOCA为交联剂的PU／CNTs复合材料则下降ld-数量级。　　 本文还设计了聚酯．聚醚共混体系制备聚氨酯材料的新方法，考察了聚氨酯材料制各方法对材料力学性能及其它性能的影响。对比了聚酯多元醇和聚醚多元醇先混合一制备预聚体一扩链一成型(即“前混法”)制备的聚氨酯材料与利用多元醇分别制备预聚体与MOCA扩链后再混合(即“后混法”)所制备的聚氨酯材料之间的性能差别。　　 力学性能测试结果表明，前混法制备的聚氨酯材料的力学性能要好于后混法所制备的聚氨酯材料。DMA测试结果表明，两种方法制备的聚氨酯材料，在力学性能接近时，后混法制备的聚氨酯材料的储能模量大，而阻尼性能降低。并证明了后混法所制备的聚氨酯材料具有互穿网络结构。耐溶剂性能测试结果显示，后混法制备的氨酯材料有更好的耐溶剂性。　　

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