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《预聚法制备聚氨酯_分子筛复合材料及表征》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第22卷第1期高分子材料科学与工程Vol.22,No.1 2006年1月POLYMERMATERIALSSCIENCEANDENGINEERINGJan.2006预聚法制备聚氨酯/分子筛复合材料及表征杨茹果1,吕志平2,白少敏1,窦 涛2(1.山西省化工研究所;2.太原理工大学精细化工研究所,山西太原030024)摘要:采用预聚法制备了聚氨酯(PU)/沸石分子筛(zeolite13X)复合材料,并利用XRD、DSC和TG等手段表征了复合材料的晶态、硬链段的结晶及熔融温度、材料的耐热性能。结果表明,随着沸石分子筛在体系中加入量的增大
2、,PU/13X复合材料的硬链段结晶度减小,而硬链段和软链段之间的混乱度增大,硬链段的结晶形态发生改变,晶面间距增大。力学性能测试表明,分子筛添加量小于7%时,拉伸强度和撕裂强度明显提高。关键词:聚氨酯;分子筛;复合材料;预聚法中图分类号:TB332 文献标识码:A 文章编号:1000-7555(2006)01-0178-04 近年来,用纳米无机粒子改性聚氨酯制备复合材料是聚氨酯高性能化研究的热点,K.J.Yao,T.K.Chen,漆宗能,马晓燕等[1～5]数十位研究者都有相关方面的研究报道。有机蒙脱土与聚氨酯共混后,聚氨
3、酯链段可以插入有机蒙脱土层间而使其剥离成纳米碎片分散在聚氨酯中,从而使复合材料的力学性能大幅度的提高。分子筛是具有多孔的硅酸盐结晶体材料,由于分子筛的骨架是由硅铝四面体按一定的规律排列,其骨架上的铝原子表现为负电荷,因此,分子筛粒子的内外表面均有一定的配位阳离子,表面呈强极性,同时,粒子的外表面又带有硅羟基或铝羟基,利用分子筛的这些性质,人们正在对纳米组装制备主客体化合物开展应用研究。本文研究了分子筛晶体及表面特性对聚氨酯/分子筛复合材料力学性能和结晶性能的影响。1 实验部分1.1 主要原料聚四甲基醚二醇(PTMG,M-n=100
4、0):美国杜邦产品;甲苯2,4-二异氰酸酯(TDI-100):日本三井东亚产品;13X分子筛:平均粒径2.9m,工业品;3,3′-二氯-4,4′-二氨基二苯甲烷(MOCA):苏州吴县特种精细化工厂产品;钛酸酯偶联剂:山西省化工研究所生产。1.2 分子筛处理首先将13X分子筛用弱酸水洗至pH=6～7,180℃烘干4h。选用醋酸乙酯为溶剂,将计量的钛酸酯偶联剂溶于其中,再将上述干燥的分子筛边搅拌边加入其中,缓慢升温至50℃,反应1h,滤出分子筛,100℃烘干1h,在150℃继续烘干4h,得到占分子筛2.0%的钛酸酯偶联剂表面改性的分
5、子筛,密封保存。1.3 聚氨酯/分子筛复合材料的制备首先将PTMG在110℃～120℃真空脱水3h,然后与表面处理过的分子筛混合,用胶体磨研磨分散均匀,加入三口烧瓶,50℃以下加入TDI-100,自由升温0.5h,升温到80℃,保温反应2h,便制得预聚体。将上述制备的预聚体加热到70℃～80℃,然后与计量的熔融MO-CA快速混合2min,浇注在110℃模具中,加压硫化10min～20min,脱模后在120℃的烘箱中硫化10h,放置两天,测力学性能。1.4 力学性能的测定及结晶性能的表征收稿日期:2004-09-10;修订日期:20
6、05-02-25 基金项目:国家自然科学基金(50273025)、山西省自然科学基金(20031026) 联系人:吕志平,E-mail:Lvzhiping8138@yahoo.com.cn 第1期杨茹果等:预聚法制备聚氨酯/分子筛复合材料及表征179硬度测试按GB531-92进行;冲击弹性按GB1681-82硫化橡胶回弹性的测定方法;扯断伸长率和拉伸强度按GB528-98硫化橡胶拉伸性能的测定方法;撕裂强度按GB530-81测定。热重分析(TG)在北京光学仪器厂生产的WCT-1/2型微机差热天平上进行,升温速率10℃/min,载
7、气为N2;XRD在日本理学D/max-rA型X射线衍射仪上进行,CuK辐射,Ni滤波,管压40kV,管流20mA,步长0.02°;微分扫描量热(DSC)在NETZSCHDSC204仪器(N2流量40mL/min,升温速度10℃/min)和2910MDSCV4.4E型(U.S.A)仪器(N2流量50mL/min,升温速度10℃/min)上测定。由Fig.1和Tab.1的DSC测定结果可以看TG分析数据表明,无论是纯PU,还是PU/ 第1期杨茹果等:预聚法制备聚氨酯/分子筛复合材料及表征179Tab.1 TheDSCscanresul
8、tsofPU/13XcompositeswithdifferentfillercontentedFillercontent(%)-NH2/NCOfHardsegmentcontent(%)Tm1(℃)Hm1(J/g)Tm2(℃)Tm3(℃)Hm2+
