纳米材料的表面改性技术及在聚氨酯中的应用.pdf

万方数据

纳米材料的表面改性技术及在聚氨酯中的应用4综述11,DllESIO、握啾·066·学ACAD术EMI论CPA文PER可产生较大影响，当其质量分数为3％，n。。加。。=2．1前言聚氨酯是指主链上含有氨基甲酸酯基团(一NHCOO一)的高分子材料，它具有较高的力学性能，优2用于聚氨酯改性的纳米材料擅要：针对国内外聚氨酯有机一无机纳米复合材料的研究进展进行了综述，重点介绍了聚氨酯良的耐磨性能以及良好的耐候、耐油等性能，因而被广泛应用于各个行业。但其强度不高，耐热、耐水、抗静电等性能差，限制了其应用。针对这些不足，一些研究者采用有机硅、环氧树脂、丙烯酸酯以及与塑料共混等对其进行改性。近年来，利用纳米粒子对聚氨酯进行改性已经成为聚氨酯改性的主要手段之一，但由于纳米粒子粒径小，大部分原子暴露在微粒表面，因此表面能极大，非常容易发生团聚。如果被直接填充到聚合物中，纳米粒子不容易分散，而且不能与高分子基体较好的融合，因此使用前必须对其表面进行改性”。1。本文就聚氨酯改性研究中常用的几种纳米材料以及纳米粒子表面改性方法进行介绍。2．1蒙脱土改性聚氨酯近年来，在聚氨酯改性中用得比较多的纳米材料是纳米蒙脱土。蒙脱土是以纳米片层分布在基体中，主要是增加复合材料的强度、硬度、阻隔性及耐热性等，通常是在其改性后利用插层聚合法或直接共混法制备蒙脱土／聚氨酯纳米复合材料。密歇根州立大学Wang等“’5’最早利用插层聚合法制备了蒙脱土／聚氨酯纳米复合材料。他们将经C。C。长链脂肪季铵盐插层改性的蒙脱士分散在聚多元醇中，然后将MDI型预聚物加入到蒙脱土／聚多元醇分散体系中，浇注、固化成聚氯酯复合物试样，研究发现，聚氨酯在形成过程中的化学放热可使蒙脱土层间距扩大，且材料力学性能随不同量蒙脱土的加入发生了明显的改善。RuijianXu等”1先以2步缩合反应制得PTMEG—MDI聚氨酯聚脲嵌段共聚物，然后将分散含3％有机蒙脱土的甲苯溶液滴加到含3％的聚氨酯聚脲嵌段共聚物的DMAC溶液中，脱除溶剂后制得薄膜。X一射线衍射表明，形成的插层复合物中蒙脱土片层间距扩大，薄膜阻隔性能大幅度提高，由于插层链与硅酸盐表面的强相互作用，非常低浓度的无机物会出现片层完全分散。包建华，张福东”1利用十六烷基三甲基溴化铵为插层剂，国产钠基蒙脱土为原料，制备了有机蒙脱土。然后以聚四氢呋喃二醇(PTMEG)为软段，2，4一甲苯二异氰酸醋(TDI)为硬段，3，3’一二氯一4，4’一二氨基二苯基甲烷(MOCA)为扩链剂，采用原位聚合的工艺路线制备出不同硬段比例和有机蒙脱土含量的蒙脱-1-／聚氨酯纳米复合材料。结果表明，有机蒙脱土的含量对聚氯酯拉伸强度MOCA扩链系数为0．9时，拉伸强度为2．9MPa：而nNco／n。。对聚氨酯的断裂伸长率影响较大，当蒙脱土质量分数为3％，n。co，n。。=2．1，MOCA扩链系数为O．8时，断裂伸长率可达435％。此外，利用层状坑道可使分子进行有序排列，所得作者简介：熊磊(1981一)，男，博士，讲师，主要从事胶粘剂、功能高分子材料及复合材料的研究，E-mail：x_lei81基金项目：江西省教育厅科技计划项目(赣教技宇[2007】165号)：南昌航空大学资助项目(ZC2008011熊磊1．壬汝敏1．粱红波。．管静2(1．西北工业大学理学院应用化学系，陕西西安710072；2．南昌航空大学材料科学与工程学院，江西南昌330063)改性研究中较常用的几种纳米材料以及纳米粒子的表面改性方法，并对聚氨酯纳米复合材料未来的发展趋势进行了展望。关键词：聚氯酯；改性；纳米复合材料中圈分类号：TQ433．4+32文献标识码：A文章编号：1001—5922(2009)04—0066—055，收稿日期：2008—11—140163．com。146)。m蜀冀Ⅺ巴‘粘接'囊志垃鲁■■话：0710—3820261—8251033恃真：0710—3820811E-mail：[e-mail]■t：www．zhanjie．com．c11
万方数据

·067聚合物结构变得更规整，且具有各向异性，在合成功能材料方面有较大优势。Maged等例借助超声波作用，将改性蒙脱土与聚氨酯预聚体进行溶液插层反应，经脱气、浇膜、固化制备了纳米复合薄膜。测试表明，不同含量和不同有机改性蒙脱土复合薄膜具有不同的选择透过性和渗透系数。2．2纳米SiO，改性聚氨酯纳米SiO，是一种新型轻质纳米多孔材料，它具有极强的紫外线吸收、红外线反射特性，用该粒子填充的聚氨醋复合材料具有抗紫外线老化和防热老化的能力，同时也可以增加涂料的隔热性能。而且其表面存在饱和的残键以及不同键合状态的羟基，容易与其他反应基团发生反应，因此纳米SiO：有很广泛的用途。rard等旧1报道了原位颗粒沉淀法增强聚氨酯复合材料，