植物油基聚氨酯及其凹凸棒土复合材料的制备与性能研究

发布时间：2019-08-16 07:16

【摘要】：随着石化资源日益枯竭和人们环保意识的加强,寻找优质、廉价的可再生资源和高效的方法制备环境友好的单体与高分子材料已经成为新材料领域的一个研究热点。植物油属于可再生资源,取之天然,环境友好。植物油为长链脂肪酸三甘油酯的混合物,结构中所含有的刚性基团较少导致其机械性能和热性能较差,严重影响植物油基材料的实际应用。为了克服以上问题,本论文在聚氨酯高分子链中引入了芳香族刚性结构基团用来提高植物油基聚氨酯材料的热稳定性,增强其机械性能；另外,利用无机凹凸棒土通过原位聚合方法制备了植物油基溶剂型和水性聚氨酯/凹凸棒土复合材料以提高机械强度和热稳定性,本论文的研究内容如下：1.采用腰果酚和2-巯基乙醇为起始原料,通过巯基-烯点击反应制备了羟基数目可控的腰果酚基多元醇(CAP),然后与六亚甲基二异氰酸酯(HDI)通过加聚反应制备不同交联度的腰果酚基聚氨酯。通过核磁(NMR)和凝胶渗透色谱仪(GPC)对合成的CAP进行了表征,使用动态热机械分析仪(DMA)和热失重分析仪(TGA)测试了涂膜的机械性能和热力学性能,测试了涂膜的耐水性、甲苯溶胀率等,并与十一烯酸改性的腰果酚基多元醇制备的聚氨酯进行了性能对比,研究结果表明：随着羟基数的增加显著提高腰果酚基聚氨酯的机械性能和耐水性。腰果酚基聚氨酯涂膜最大断裂伸长率105.6%,拉伸强度1.6MPa,吸水率为0.91%；十一烯酸改性的腰果酚基多元醇制备的聚氨酯在各方面性能有所提高,断裂伸长率200%,拉伸强度1.76MPa,吸水率为0.7%;2.利用异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)对凹凸棒土(AT-OH)进行有机改性,然后以有机改性凹凸棒土(AT-NCO)、十一烯酸改性腰果酚基多元醇、HDI为主要原料,通过原位聚合制备了一系列十一烯酸改性腰果酚基聚氨酯/凹凸棒土(UPU/AT)复合材料,通过红外(FT-IR)、差示扫描量热仪(DSC)、扫描电镜(SEM)和TGA复合材料涂膜进行了表征；并测试了复合材料涂膜的耐水性、甲苯溶胀率等性能；实验结果表明,有机改性的凹凸棒土能均匀地分散在十一烯酸改性腰果酚基聚氨酯基体中；且有效地提高了UPU/AT复合材料的机械性能和热稳定性。3.以AT-NCO、蓖麻油、IPDI、1,4-丁二醇、2,2-二羟甲基丙酸等为主要原料,通过内乳化法制备了一系列凹凸棒土改性的水性蓖麻油基聚氨酯复合乳液。通过FT-IR、DSC、SEM和TGA复合材料涂膜的结构及性能进行了表征；并测试了复合材料涂膜的耐水性；实验结果表明,有机改性的凹凸棒土都能均匀地分散在水性蓖麻油基聚氨酯基体中；且有效地提高了复合材料的机械性能和热稳定性。
【学位授予单位】：江西科技师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TB332

【参考文献】