异氰酸酯功能化石墨烯/水性聚氨酯复合材料的制备及性能研究

发布时间：2020-12-27 14:18

　　为提高水性聚氨酯（WPU）机械及防腐等性能,首先以4,4’-二环己基甲烷二异氰酸酯（HMDI）对氧化石墨烯（GO）表面进行化学改性,得到一种异氰酸酯功能化石墨烯（i GO）。后又通过原位聚合制备异氰酸酯功能化石墨烯/水性聚氨酯复合乳液,并将复合乳液制为薄膜和涂层。通过红外光谱仪、热分析仪、万能试验机和电化学工作站等对i GO和复合薄膜、涂层表征测试。结果表明,i GO表面成功接枝了HMDI;相较于WPU薄膜,复合薄膜接触角增大约20°,拉伸强度和断裂伸长率最大提高约60.57%和40.36%;复合涂层对基体的保护效率达到99.96%,相较于WPU涂层提高了18.52%。 

【文章来源】：塑料工业. 2020年09期 北大核心

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

薄膜的表面形貌

采用改进Hummers"[13]法制备氧化石墨烯(GO)。称取0.1 g上述GO置于200 mL DMF中，再向其中加入8.85 g的HMDI，滴加3～5滴DBTDL。超声分散30 min后转入四颈烧瓶，通氮气保护，在80℃、200 r/min搅拌下反应24 h。反应结束后趁热过滤，将滤得固体反复以丙酮洗涤，最后将得到的固体室温下置于真空干燥箱中除去丙酮，得到二异氰酸酯改性的功能化氧化石墨烯(i GO)。改性过程的基本原理如图1所示。1.3.2 i GO/WPU复合乳液及薄膜、涂层的制备

由图2可知，石墨(G)曲线在1 618 cm-1处有一个对应于C?C伸缩振动的吸收峰;石墨经氧化之后表面出现大量含氧基团[14]，氧化石墨烯(GO)曲线上3 416 cm-1的吸收峰对应于—OH的伸缩振动;1 736 cm-1处的吸收峰对应于C?O的伸缩振动;1 050 cm-1处出现的吸收峰对应于C—O的伸缩振动。i GO曲线上，2 268 cm-1处出现—NCO的特征吸收峰[15];3 368 cm-1和1 547 cm-1处的吸收峰分别属于N—H和C—N，说明氨基甲酸酯(—NHCOO—)结构生成;2 954～2 812 cm-1范围内还出现了C—H的非对称振动和—CH2—的对称伸缩振动的吸收谱带，这归因于HMDI本身的分子结构。以上结果表明HM DI接枝到了GO表面，i GO表面携有活性官能团—NCO。2.2 X射线衍射图谱分析

【参考文献】：
期刊论文
[1]环氧树脂-有机硅复合改性水性聚氨酯耐温防腐涂料的研究[J]. 左莎莎,徐惠,彭振军,姜旭东,陈敏章,苟国俊.  塑料工业. 2020(04)
[2]水性聚氨酯胶粘剂国内研究进展[J]. 张东阳,营飞,马智俊,王木立,顾斌,狄志刚,朱东.  粘接. 2019(04)
[3]水性聚氨酯改性研究进展[J]. 王少飞,翁雨晴,杜金梅,王鸿博,许长海.  纺织导报. 2018(08)
[4]材料表面的润湿性[J]. 冯晓娟,石彦龙,杨武.  化学通报. 2014(05)



本文编号：2941893