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《累托石粘土_热塑性聚氨酯弹性体纳米复合材料的热性能研.pdf》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5期高分子学报No.52003年10月ACTAPOLYMERICASINICAOct.,2003累托石粘土P热塑性聚氨酯弹性体纳米复合材料3的热性能研究马晓燕梁国正鹿海军朱光明(西北工业大学化学工程系西安710072)摘要以十二烷基季铵盐与累托石(REC)进行阳离子交换得到有机粘土(OREC),以OREC与热塑性聚氨酯弹性体(TPUR)采用熔融挤出共混法制备了ORECPTPUR纳米复合材料.用透射电子显微镜(TEM)表征了复合材料的微相结构,测试了复合材料动态热机械性能(DMA)及热失重(TG),讨论了复合材料的耐热空气老化性能及耐油介质性能等.结果表明,累托石粘土在聚氨酯
2、热塑性弹性体中以纳米尺寸分散,纳米复合材料具有较高的动态热机械性能,其储能模量最大可提高7倍多,损耗模量最大可提高4倍多.复合材料的其他性能均有不同程度的提高,特别是OREC添加量为2%时,复合材料TG、耐油性及耐空气老化性能最高.其初始分解温度提高15℃,在40#机油中浸泡168h后拉伸强度保持率达到8614%,120℃热空气老化箱中老化72h后拉伸强度保持率达到8710%.关键词累托石,聚氨酯,纳米复合材料,动态机械性能,热油浴老化,热空气老化性能纳米微粒尺寸小,比表面积大,表面的原子数究表明有机累托石粘土与聚氨酯经过熔融共混可多,位于表面的原子因缺少邻近的配位原子,呈现
3、以得到纳米级复合材料,该纳米复合材料具有优出高度的不饱和性及很高的化学活性,因而具有异的静态力学性能,与纯聚氨酯相比,其拉伸强度很高的表面能.正是纳米粒子的这些表面特点,使可以提高42%,与文献[7]中报道的拉伸强度相其在与某些大分子发生键合时,能形成较强的分比,虽然没有其提高的幅度大(拉伸强度最高提高子间键合力,从而使纳米复合材料的强度、韧性大2倍),但是由于制备方法简单,具有一定的应用幅度提高.自从日本科学家将粘土纳米用于增强价值.本文采用熔融共混法制备了有机粘土累托尼龙的研究后,从事粘土P聚合物基纳米复合材料石P热塑性聚氨酯型弹性体(ORECPTPUR)纳米复研究者与日
4、俱增.人们已经广泛研究了粘土与环合材料,研究了包括动态力学性能在内的复合材氧树脂、粘土与聚酰亚胺树脂、粘土与聚丙烯等所料的热性能.制得的有机2无机杂化的纳米复合材料及其力学[1～5]1实验性能,说明粘土P聚合物基纳米复合材料不但具有良好的静态力学性能,而且其储能模量及损111原料耗模量也均有提高.粘土采用湖北钟祥的天然累托石,经与十二粘土P聚氨酯纳米复合材料的研究也有不少烷基季铵盐进行阳离子交换有机改性后(OREC)报道,但是,复合材料的制备方法较为复杂,大都使用.热塑性聚氨酯弹性体采用天津大邱庄的聚[6～7]采用原位聚合的方法.采用熔融共混的方法酯型热塑性聚氨酯弹性体.制备
5、粘土P聚氨酯纳米复合材料,综合研究其纳米112粘土纳米复合材料的制备复合材料的热性能如动态力学性能、热失重性能、首先在高速捏合机上将所需量的有机粘土与热油浴老化性能及热空气老化性能者较少.有机聚氨酯试剂混合,再在双螺杆挤出机上熔融挤出累托石是一种经过烷基季铵盐改性的具有2∶1层造粒即得纳米复合材料,挤出机各段温度为[8]状硅酸盐结构的粘土矿物,层间距约为2～3120℃(机头),130℃(前段),140℃(中段),120℃nm.这种层间结构有利于聚合物大分子的插入.(后段).粘土在复合材料中的用量为2P100、5P[9]前文通过熔融共混法制备了纳米复合材料,研100、8P100
6、,并分别记作OREC2PTPUR,OREC5P32002210214收稿,2002211225修稿;西北工业大学博士论文创新基金资助项目(基金号CX200324)655656高分子学报2003年TPUR、OREC8PTPUR.2结果与讨论113纳米复合材料试样的制备将所制的纳米复合材料以150℃在压机上压211纳米复合材料的表征成约2mm厚的薄片,按照测试标准裁样备用.累托石是一种具有层状硅酸盐结构天然无机114纳米复合材料的热性能测试纳米粘土,层间具有可交换的阳离子,与十二烷基采用日立H800透射电镜仪测试累托石粘土季铵盐阳离子进行交换后,改性粘土可在有机介在复合材料中分散
7、的片层大小.热机械性能在质中得到良好的分散,经与聚合物熔融共混,可得[9]DDV2Ⅲ2EA(日本ToyoBaldwinCoLtd)分析仪上测到纳米复合材料.图1是将有机改性后的累托试,试样尺寸为10mm×20mm×3mm,测量温度石粘土与热塑性聚氨酯弹性体熔融共混后所得复范围-100～100℃,升温速率2KPmin,频率11Hz.合材料的透射电镜照片.其中黑色线条表示分散热失重在SDT2960DTA2TGA(TAinstrument)仪器的粘土片层.从放大倍数较小的电镜可以看出,有上进行测量,升温速率1
