磁性聚氨酯复合材料的制备及其性能研究

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1、硕士学位论文磁性聚氨酯复合材料的制备及其性能研究作者姓名宋蒙蒙学科专业化学工程指导教师傅和青研究员所在学院化学与化工学院论文提交日期2018年4月ResearchonthePreparationandPropertiesofMagneticPolyurethaneCompositesADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：SongMengmengSupervisor：Prof.FuHeqingSouthChinaUniversityofTechnologyGu

2、angzhou,China分类号：TQ436.5学校代号：10561学号：201520117418华南理工大学硕士学位论文磁性聚氨酯复合材料的制备及其性能研究作者姓名：宋蒙蒙指导教师姓名、职称：傅和青研究员申请学位级别：硕士学科专业名称：化学工程研究方向：精细化学工程论文提交日期：2018年4月25日论文答辩日期：2018年6月1日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：年月日答辩委员会成员：主席：钟理教授委员：瞿金清教授、傅和青研究员、夏正斌副教授、司徒粤副研究员华南理工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交

3、的论文是本人在导师的指导下独立进行研宄所取得的研宄成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研宄做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：康Ｈ日期：ｗ／牙年６月令日学位论文版权使用授权书艮本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，研宄生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属华南理工大学。学校有权保存并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允

4、许学位论文被查阅（除在保密期内的保密论文外）；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论一致文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相。本学位论文属于：□保密，（校保密委员会审定为涉密学位时间：年月曰）＿＿＿＿于年月日解密后适用本授权书。＿＿＿ｄ不保密在校园网上发布，供校内师生和与学校有共享协议，同意的单位浏览；同意将本人学位论文提交中国学术期刊（光盘版）电子杂志社全文出版和编入ＣＮＫＩ《中国知识资源总库》，传播学位论文的全部或部分内容。

5、“Ｖ”（请在以上相应方框内打）对？冲作者签名：在日期：４指导教师签名日期：作者联系电话：电子邮箱：联系地址（含邮编）：摘要磁性高分子复合材料是指在高分子树脂中添加磁性填料，均匀分散制备而成的复合型材料。磁性复合材料的性能取决于聚合物基质，纳米磁性填料以及二者的相互作用。聚氨酯具有耐磨，软硬可调节等优点，是制备磁性复合材料的优异材料。在聚氨酯中添加磁性填料能赋予聚氨酯优异的磁性能，但是纳米磁性材料尺寸小，存在磁矩力，导致纳米磁性填料在聚合物中分散性差，因此本文用原料来源广泛且廉价易得的材料负载纳米四

6、氧化三铁，制备能在聚合物中良好分散的磁性填料，并用制备的纳米磁性填料和聚氨酯原位聚合得到磁性纳米复合材料，本论文展开了以下方面的研究：首先用壳聚糖包裹纳米四氧化三铁粒子，制备壳聚糖/四氧化三铁纳米粒子(CS/Fe3O4)，再通过异氟尔酮二异氰酸酯对其表面进行改性，得到改性后的磁性微球(mCS/Fe3O4)。通过红外光谱、扫描电镜、X-射线衍射分析分析改性后磁性微球的结构和性质。通过原位聚合把mCS/Fe3O4引入到聚氨酯中，制备一系列不同填料含量的PU-mCS/Fe3O4复合材料。通过对复合材料进行静态力学分析、表面性能测

7、试、热稳定性分析、磁性能分析、抗菌性能以及细胞毒性分析，结果表明，适量添加mCS/Fe3O4磁性微球，可以增强复合材料的亲水性、机械性能、热稳定性，同时兼具优良的磁性能、抗菌性以及良好的生物相容性。为了赋予聚合物更好的磁性能和导电性，论文中还研究了在水性聚氨酯中同时引入纳米四氧化三铁和还原氧化石墨烯，以增强复合材料的磁性能和导电性。首先通过化学沉淀法在凹凸棒土表面负载纳米四氧化三铁粒子制备凹凸棒-四氧化三铁磁性填料(ATP-Fe3O4)，再用Hummer法将天然石墨氧化成氧化石墨烯(GO)，因为氧化石墨烯表面含有很多活泼官

8、能团，用壳聚糖将ATP-Fe3O4接枝在GO表面，同时因为壳聚糖是一种还原剂，可以将GO还原为还原氧化石墨(RGO)得到RGO/ATP-Fe3O4/CS磁性材料。通过透射电镜分析所得磁性材料的形貌，通过红外光谱、X-射线衍射分析磁性材料的结构，用拉曼光谱分析氧化石墨烯的还原程度。通过原位共聚把RGO/A