新型水性聚氨酯含烃基纳米粒子复合材料的制备及性能研究的开题报告.docx

新型水性聚氨酯含烃基纳米粒子复合材料的制备及性能研究的开题报告
一、选题背景和意义
传统的有机溶剂型聚氨酯(PU)材料在制备过程中可能会释放有机溶剂，对环境造成污染。因此，近年来，水性聚氨酯材料成为研究的热点，其不需要有机溶剂，有环保优势。然而，水性聚氨酯材料的力学性能、耐磨性、耐腐蚀性和耐候性等方面不如有机溶剂型聚氨酯材料。因此，需要通过复合改性来提高水性聚氨酯材料的性能。
近年来，纳米材料被广泛应用于材料科学和工程领域，其具有高比表面积、小尺寸效应、高强度、高韧性等优点。因此，将纳米材料与水性聚氨酯材料进行复合改性，可能会进一步提高其性能。
二、研究目标
本研究旨在制备新型水性聚氨酯含烃基纳米粒子复合材料，并研究其性能，探讨烃基纳米粒子对水性聚氨酯材料性能的影响。
三、研究内容和方法
1.水性聚氨酯材料的制备
采用原位聚合法制备水性聚氨酯材料，选用适当的聚醚多元醇、异型聚氨酯(PDI约为1.8)、环氧化植物油脂酸等原料，控制反应条件，制备得到质量好、分散性好的水性聚氨酯材料。
2.烃基纳米粒子的制备
选用适当的烃基化物质与金属盐反应，制备烃基化金属纳米粒子。
3.复合材料的制备
将烃基纳米粒子通过均相还原法加入到水性聚氨酯材料中，得到新型水性聚氨酯含烃基纳米粒子复合材料。
4.性能测试
对复合材料进行力学性能的测试，如拉伸性能、弯曲性能等；同时进行耐磨性、耐腐蚀性、耐候性等方面的测试，评估烃基纳米粒子对水性聚氨酯材料性能的影响。
四、拟解决的科学问题和研究创新之处
1.烃基纳米粒子对水性聚氨酯材料的改性机理和性能影响；
2.水性聚氨酯含烃基纳米粒子复合材料的制备方法和工艺优化；
3.新型水性聚氨酯含烃基纳米粒子复合材料具有的新颖性能和应用前景。
五、预期成果
1.能够制备出质量好、性能优良的新型水性聚氨酯含烃基纳米粒子复合材料；
2.能够探讨烃基纳米粒子对水性聚氨酯材料性能的影响；
3.能够为水性聚氨酯材料的绿色化提供参考；
4.能够为新型合成材料的开发提供思路和方法。
六、研究的实施计划
第1-2个月：文献调研和材料采购；
第3-4个月：水性聚氨酯材料的制备；
第5-6个月：烃基纳米粒子的制备和表征；
第7-8个月：水性聚氨酯含烃基纳米粒子复合材料的制备和表征；
第9-10个月：复合材料性能测试；
第11-12个月：结果分析和论文撰写。
七、参考文献
1.LiangW,LiW,XingW,etal.Preparationofwaterbornepolyurethanenanocompositeswithsimultaneousincorporationofcarboxylatedcarbonnanotubesandclay[J].JournalofMaterialsChemistry,2011,21(3):802-807.
2.TangL,WangY,LiuJ,etal.SynthesisofWaterbornePolyurethaneContainingAmine-TerminatedDendriticPolyetherandItsProperties[J].JournalofAppliedPolymerScience,2015,132(13):42055.