纳米二氧化硅-wpu复合材料性能研究--大学论文.doc

纳米二氧化硅/WPU复合材料性能研究StudyonthePropertresofNanosilica/WPUComposites目录摘要IAbstractII第一章文献综述11.1水性聚氨酯简介11.1.1水性聚氨酯的应用11.1.2水性聚氨酯的分类11.1.3合成水性聚氨酯的原料21.1.4水性聚氨酯的改性31.2水性聚氨酯纳米复合材料41.2.1纳米材料改性聚氨酯涂料41.2.2纳米SiO2的分散51.3本文的研究思路及内容5第二章纳米二氧化硅/WPU复合材料性能研究72.1引言72.2实验部分72.2.1实验药品72.2.2实验仪器72.2.3原料处理82.2.4合成工艺82.2.5合成路线92.3产物表征与性能测试112.3.1乳液固含量的测定112.3.2乳液PH值的测定112.3.3乳液粒径测定112.3.4Zeta电位测定112.3.5硬度测定122.3.6扫描电镜（SEM）122.3.7红外光谱测定122.3.8热稳定测试122.4结果与分析132.4.1实验配方设计132.4.2水性聚氨酯/SiO2复合乳液的特性参数132.4.3乳液粒径测定结果132.4.4乳液Zeta电位测定结果152.4.5硬度测定结果172.4.6扫描电镜(SEM)结果172.4.7热稳定测试结果192.4.8红外图谱分析202.5本章小节22结论23致谢24参考文献25-25-纳米二氧化硅/WPU复合材料性能研究摘要：本文首先采用聚氧化丙烯二元醇（PPG-2000）、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二羟甲基丙酸（DMPA）、丁酮（MEK）、二月桂酸二正丁基锡（DBTDL）、三乙胺（TEA）和纳米二氧化硅（SiO2）等为基本原料，用原位聚合法将SiO2引入到水性聚氨酯中，合成出了一系列不同纳米二氧化硅添加量的水性聚氨酯预聚体，然后经乳化、旋蒸制备得了水性聚氨酯/纳米二氧化硅复合乳液。测试了乳液的pH值、固含量等性能，采用Zeta电位测试仪、邵氏硬度计、扫描电镜（SEM）、红外光谱（IR）、和热失重分析仪（TG）等对其进行了表征。测试结果表明，二氧化硅纳米粒子在聚氨酯中分散性良好，其中纳米二氧化硅加入量为4%时，稳定性最好；随着二氧化硅含量的增加,复合材料的热稳定性提高；添加纳米二氧化硅的水性聚氨酯乳液胶膜的硬度比未添加纳米二氧化硅的增大。关键词：纳米二氧化硅；水性聚氨酯；复合材料；StudyonthePropertresofNanosilica/WPUCompositesAbstract:First,Aseriesofwaterbornepolyurethaneprepolymerswithdifferentnanosilicaadditionsweresynthesizedbyin-situpolymerizationmethodwithpolyurethaneglycol(PPG-2000),isophoronediisocyanate(IPDI)，dimethylolpropionicacid(DMPA),butanone（MEK），di-n-butyltindilaurate（DBTDL），triethylamine（TEA）andNano-silicaasbasicrawmaterias.Thenthewaterbornepolyurethane/nanosilicacompositeemulsionswerepreparedbyemulsifyingtheprepolymersandspinningtherotaryevaporator.TheobtainedproductswerecharacterizedbypHvalues，solidcontent，Zetapotentialtest,shoredurometer,scanningelectronmicroscopy(SEM),infraredspectroscopy(IR)andthermosgravimetric(TG)methods.Theresultsshowthatthenano-silicaparticleshavegooddispersioninpolyurethane,andstabilityofnano-silica/WPUisthebestwhennano-silicais4%.Thermalstabilityofcompositematerialimproveswiththeincreaseofthecontentofnano-silica.Thesolidityofthewaterbornepolyurethanefilmsaddedwithnano-silicaarebetterthanthatofthewaterbornepolyureth