纳米填料改性聚氨酯研究进展.pdf

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1、工程塑料应用2011年，第39卷，第9期纳米填料改性聚氨酯研究进展孙希鹏朱金华文庆珍李志生(海军工程大学理学院，武汉430033)(92323部队，青岛266003)摘要综述了纳米填料改性聚氨酯(PUR)近年来的研究进展，总结了普通纳米填料、有机改性纳米填料和纳米填料的分散方法对PUR力学性能的影响及纳米填料的改性机理研究，并对纳米填料改性PUR未来研究的重点方向进行了展望。关键词纳米填料聚氨酯改性聚氨酯(PUR)通常是由聚醚或聚酯大分子多元醇、多下降了80％，储能模量同样也下降了近50％，这似乎和经典异氰酸酯及小分子多元胺或多元醇类扩链剂经加成聚合而理论相

2、矛盾。而作者认为，加入的纳米填料改变了PUR原成，其大分子链中的软硬段结构和材料的微观相分离的特征来的相分离程度，从而降低了模量。叶梅等叫在经过自制使PUR具有优良的力学性能，在许多领域有着广泛的应用。硅油改性的PUR中再复合纳米SiO颗粒，得到了二次改性随着各应用领域对材料综合性能要求的不断提高，传统PUR的复合材料，经力学测试发现，复合材料的拉伸强度和断裂的性能已不能满足实际应用的要求，为此人们对改善PUR伸长率较纯PUR分别提高了916％和54％，比单纯硅油改的性能开展了大量的研究工作J。由于纳米填料具有小性的PUR表现出了更加出色的力学性能。尺寸效应

3、、表面界面效应等性质，能与聚合物基体发生强烈GuoZhanhu等选用纳米SiC作为填料，采用表面引的界面相互作用，对PUR材料的改性效果是普通填料无法发聚合(SPI)和传统的直接混合(DM)的方法分别制备了比拟的，因此，纳米填料改性PUR已成为一个十分活跃的研PUR复合材料，发现SPI法制备的复合材料力学性能更加出究领域。但纳米粒子表面活性高，极易发生团聚现象，如何色，在保证材料表观物理性质和力学性能的前提下，SPI方在材料基体中实现均匀分散仍是一个亟待解决的问题。法可以加入质量分数高达35％的纳米SiC。和纯PUR相比，笔者从普通纳米粒子填料、有机改性纳米

4、填料、纳米填料的当纳米SiC质量分数为5％时，复合材料拉伸弹性模量提高分散方法及改性机理等方面综述了利用纳米填料对PUR进了7l％，拉伸强度提高了166％，断裂伸长率降低了17％。行改性的研究进展，并对该类复合材料的研究及应用前景进而当纳米SiC的质量分数为35％时，复合材料的拉伸弹性模行了展望。量提高了21．4倍，拉伸强度提高了2．2倍。陈县萍等采1纳米填料改性PUR研究进展用碳化二亚胺改性二苯基甲烷二异氰酸酯(L—MDI)和环氧1．1普通纳米填料乙烷封端的高活性聚氧化丙烯三元醇(GEP330N)，以及粒在普通纳米填料改性PUR的研究中，常用的填料主要径为

5、47nm的A1O，通过原位聚合法合成了PuR／Al2O，纳包括硅酸盐类纳米粒子(如各类粘土、云母、海泡石等)、碳米复合材料。对材料的微观结构和力学性能表征结果显示，酸盐类纳米粒子及刚性纳米粒子(如纳米金属氧化物、碳纳纳米A1O，可较均匀地分布在PUR基体中，材料的拉伸强米管、碳化硅等)等。度随着纳米A12O3含量的增加而增加，当PUR：A12O3质量比曹琪等用普通CaCO，粉体和纳米CaCO，作为填料，为100：5时拉伸强度达到最大。此外，经纳米AI：O，改性的分别制备了填充型聚丁二烯PUR(HTPB—PUR)弹性体，并PUR复合材料的断裂伸长率也得到了提高

6、。由于填料分散对该弹性体的力学性能进行了表征。结果发现，在填料用量均匀且与PUR基体间有较强的界面作用，PUR／AI2O3纳米相同的情况下，两者硬度相差不大，但纳米CaCO，改性PUR复合材料中PUR软段和硬段混合程度较好，因此纳米AIzO，的力学性能要比普通CaCO粉体好，且当纳米CaCO，质量增韧作用比较明显。同时发现，当纳米A1：O，含量继续增加分数达到3％后，PUR的断裂伸长率随纳米CaCO，用量的增时，由于纳米填料分散不均匀，对PUR的增强效果不会继续加而升高，而加入普通CaCO，粉体的PUR只有拉伸强度随提高。王红研等”采用纳米"rio：粒子作为

7、增强剂对PUllCaCO用量的增加而升高，其断裂伸长率却没有出现显著的弹性体进行改性。结果表明，随着纳米TiO：用量的增加，弹变化。性体硬度、扯断伸长率和拉伸强度均较纯PUR增大了1．5ZhengJunrong等将体积分数少于1％的纳米ZnO颗倍左右，但同时，也发现纳米粒子的团聚现象较严重。Zheng粒(粒径大约为33nm)与由甲苯二异氰酸酯一聚醚多元醇Junrong等、谢锋“]、李志君等、R．Rajasekar等在研(TDI—PPG)预聚物和二元胺合成的PUR复合，加工成膜，究有机纳米复合材料时，同样发现了纳米粒子的团聚现象。室温下进行动态力学测试。结果表

8、明，复合材料的玻璃化转变温度()上升，而拉伸弹性模量