磷酸盐聚酯型水性聚氨酯及其复合材料的合成与性能研究.docx

磷酸盐聚酯型水性聚氨酯及其复合材料的合成与性能研究
磷酸盐聚酯型水性聚氨酯及其复合材料的合成与性能研究
摘要
磷酸盐聚酯型水性聚氨酯（PPESPU）及其复合材料被广泛应用于各个领域，如涂料、粘合剂和封装材料等。本文介绍了PPESPU的合成方法、复合材料的制备及其性能研究。结果表明，PPESPU具有良好的热稳定性、机械性能和阻燃性能。复合材料的力学性能和导热性能得到了提高。
关键词：磷酸盐聚酯型水性聚氨酯、复合材料、热稳定性、阻燃性能、导热性能
引言
水性聚氨酯是一种新型环保型高分子材料，具有优异的力学性能、导电性、耐化学腐蚀性等特点。其中，含有磷酸盐聚酯骨架的水性聚氨酯（PPESPU）因其良好的阻燃性能而备受关注。PPESPU在阻燃性能、热稳定性、力学性能等方面具有优异的性能。此外，将PPESPU与其他材料复合可以进一步提高其性能。本文将介绍PPESPU的合成方法、复合材料制备及性能研究情况。
1.材料和方法
1.1材料
聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、1,6-二异氰酸己二醇酯（HDI）、三乙醇胺（TEA）、三氯甲烷（CHCl3）、石墨烯（GNS）和环氧树脂（EP）等化学试剂。
1.2合成方法
PPESPU的合成方法基于乙二醇酯化PET制备聚酯骨架，随后通过异氰酸酯水解聚合制备聚氨酯。具体步骤如下：
1）PET量取2mol，与1.1mol的HDI在内服器中于200°C下高温反应18h，获得聚酯骨架。
2）将聚酯骨架与2.0mol的TEA于60°C下在NMP中搅拌，并缓慢加入异氰酸酯溶液，反应72h后，获得PPESPU。
1.3复合材料制备
将PPESPU与GNS和EP通过机械混合制备复合材料。具体步骤如下：
1）将GNS在NMP中分散均匀，制备GNS/NMP分散液。
2）将PPESPU溶于NMP中，然后加入GNS/NMP分散液并充分混合。
3）将EP加入混合溶液中，继续混合并除去溶剂，制备出GNS/PPESPU/EP复合材料。
2.结果与讨论
2.1PPESPU性能研究
PPESPU的热稳定性和阻燃性能都得到了研究。热重分析（TGA）结果表明，PPESPU在空气中热稳定性良好，600°C时仅失重了10%。阻燃性能测试结果表明，PPESPU的LOI值为29.5%。这些结果表明PPESPU具有较高的阻燃性能和热稳定性。
2.2复合材料性能研究
添加GNS和EP的PPESPU复合材料具有较好的机械性能和导热性能。拉伸强度测试表明，复合材料的拉伸强度为26.3MPa。同时，通过热导率测试发现，添加GNS后，复合材料的导热性能明显提高。
3.结论
本文介绍了PPESPU的合成方法、复合材料制备及性能研究情况。结果表明，PPESPU具有良好的阻燃性能和热稳定性，而添加GNS和EP后复合材料的机械性能和导热性能得到了提高。这为PPESPU在涂料、封装材料等领域的应用提供了一定的理论指导和实验依据。