水性聚氨酯/Ni-Zn铁氧体磁性纳米复合材料的制备及性能研究

发布时间：2022-01-03 06:16

　　水性聚氨酯（WPU）以水做溶剂代替了传统的有机溶剂,具有粘附性强、耐腐蚀性好、易于改性、环境友好性等优点,在涂料、皮革加工、粘附剂、建筑材料等领域都有广泛的应用。然而,相比于溶剂型的聚氨酯体系,水性聚氨酯的热稳定性、机械性能和耐溶剂性都比较差,这限制了水性聚氨酯的进一步发展和应用,因此,需通过改性来改善其性能。向WPU中引入无机纳米粒子是一种行之有效的改性方式,能够在很大程度上提高水性聚氨酯的诸多性能。Ni-Zn铁氧体是一种磁性纳米粒子,与水性聚氨酯进行复合,既能提高水性聚氨酯的性能,同时可以赋予其优异的磁性能,从而使其有望应用于电磁吸波领域。本论文以Ni-Zn铁氧体纳米粒子作为填料,通过原位聚合法制备了一系列水性聚氨酯/Ni-Zn铁氧体纳米复合材料,并对其性能进行了研究。本论文主要研究内容及结果如下:1.采用溶剂热法制备了粒径250 nm左右的中空Ni0.3Zn0.5Fe2O4（h-NZFO）纳米粒子,并以乙烯基三乙氧基硅烷（VTES）对其进行改性,得到功能化的h-NZFO-VTES,最后通过原位聚合法制备了一系列WPU/h-NZFO纳米复合材料。实验结果表明,所制备的WPU/h-N... 

【文章来源】：兰州大学甘肃省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：93 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
中文摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 聚氨酯及水性聚氨酯概述
        1.1.1 水性聚氨酯发展史
        1.1.2 水性聚氨酯的特点
        1.1.3 水性聚氨酯的分类
            1.1.3.1 根据外观分类
            1.1.3.2 根据合成原料分类
            1.1.3.3 根据所含亲水基团性质分类
            1.1.3.4 根据使用形式分类
        1.1.4 水性聚氨酯的制备方法
            1.1.4.1 外乳化法
            1.1.4.2 内乳化法
        1.1.5 水性聚氨酯的改性方法
            1.1.5.1 交联改性
            1.1.5.2 复合改性
            1.1.5.3 无机纳米粒子改性WPU
    1.2 水性聚氨酯/无机纳米复合材料研究进展
        1.2.1 常见的几种WPU/无机纳米复合材料
            1.2.1.1 WPU/蒙脱土纳米复合材料
            1.2.1.2 WPU/SiO_2纳米复合材料
            1.2.1.3 WPU/TiO_2纳米复合材料
            1.2.1.4 WPU/碳纳米管复合材料
        1.2.2 WPU/无机纳米复合材料的制备方法
            1.2.2.1 共混法
            1.2.2.2 溶胶-凝胶法
            1.2.2.3 原位聚合法
            1.2.2.4 插层聚合法
    1.3 Ni-Zn铁氧体概述
        1.3.1 铁氧体及Ni-Zn铁氧体介绍
        1.3.2 Ni-Zn铁氧体的制备方法
            1.3.2.1 共沉淀法
            1.3.2.2 水热法
            1.3.2.3 溶胶-凝胶法
    1.4 本学位论文指导思想
    参考文献
第二章 水性聚氨酯/空心Ni_(0.3)Zn_(0.5)Fe_2O_4-VTES纳米复合材料的制备及性能研究
    2.1 前言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验所用试剂及处理方法
        2.2.2 实验测试与表征
        2.2.3 空心Ni_(0.3)Zn_(0.5)Fe_2O_4铁氧体的制备
        2.2.4 乙烯基三乙氧基硅烷改性空心Ni_(0.3)Zn_(0.5)Fe_2O_4
        2.2.5 水性聚氨酯/空心Ni_(0.3)Zn_(0.5)Fe_2O_4纳米复合乳液的制备
        2.2.6 WPU/h-NZFO纳米复合膜的制备
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 h-NZFO和h-NZFO-VTES的元素分析
        2.3.2 材料的微观结构表征
            2.3.2.1 材料的TEM和SEM测试
            2.3.2.2 材料的红外光谱分析
            2.3.2.3 材料的XRD分析
        2.3.3 WPU和WPU/h-NZFO纳米复合材料的性能
            2.3.3.1 凝胶含量分析
            2.3.3.2 WPU和WPU/h-NZFO纳米复合乳液的稳定性研究
            2.3.3.3 WPU和WPU/h-NZFO纳米复合材料的耐溶剂性分析
            2.3.3.4 WPU和WPU/h-NZFO纳米复合材料的热性能分析
            2.3.3.5 材料的磁性能研究
            2.3.3.6 WPU和WPU/h-NZFO纳米复合材料的机械性能分析
    2.4 本章小结
    参考文献
第三章 水性聚氨酯/空心Ni_(0.3)Zn_(0.5)Fe_2O_4-IPDI纳米复合材料的制备及性能研究
    3.1 前言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验试剂及处理方法
        3.2.2 测试与表征
        3.2.3 h-NZFO纳米粒子的制备
        3.2.4 IPDI改性h-NZFO粒子
        3.2.5 WPU/h-NZFO纳米复合乳液的制备
        3.2.6 WPU/h-NZFO纳米复合膜的制备
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 材料的形貌和结构表征
            3.3.1.1 形貌分析（TEM和SEM）
            3.3.1.2 红外光谱分析（FT-IR）
            3.3.1.3 晶型结构分析（XRD）
            3.3.1.4 WPU和WPU/h-NZFO纳米复合乳液粒径分析
        3.3.2 材料的性能分析
            3.3.2.1 乳液稳定性测试
            3.3.2.2 h-NZFO-NCO对材料凝胶含量的影响分析
            3.3.2.3 材料的耐溶剂性分析
            3.3.2.4 材料的热学性能分析（TG和DMA）
            3.3.2.5 WPU/h-NZFO纳米复合材料的磁性研究（VSM）
            3.3.2.6 WPU和WPU/h-NZFO纳米复合材料的力学性能分析
    3.4 本章小结
    参考文献
第四章 水性聚氨酯/Ni_(0.3)Zn_(0.7)Fe_2O_4-IPTS纳米复合材料的制备及性能研究
    4.1 前言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验试剂及处理方法
        4.2.2 材料测试仪器与表征方法
        4.2.3 Ni_(0.3)Zn_(0.7)Fe_2O_4粒子的制备
        4.2.4 IPTS改性NZFO粒子
        4.2.5 WPU/NZFO纳米复合材料的制备
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 材料的结构表征
            4.3.1.1 形貌表征
            4.3.1.2 材料的X射线衍射分析
            4.3.1.3 材料的红外光谱分析
        4.3.2 WPU/NZFO纳米复合材料的性能分析
            4.3.2.1 材料的凝胶含量
            4.3.2.2 材料的耐溶剂性研究
            4.3.2.3 WPU和WPU/NZFO纳米复合乳液的稳定性分析
            4.3.2.4 材料的热学性能分析
            4.3.2.5 材料的磁性能分析
            4.3.2.6 材料的机械性能研究
    4.4 本章小结
    参考文献
主要结论
在学期间的研究成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]纳米SiO2对水性聚氨酯相形态及胶膜性能的影响[J]. 周威,傅和青,颜财彬.  高分子材料科学与工程. 2013(12)
[2]有机硅改性水性聚氨酯研究进展[J]. 王刚,侯彩英,马国章,凌丽霞.  中国胶粘剂. 2013(07)
[3]水性聚氨酯合成及改性进展[J]. 闫福安,丁春波.  涂料技术与文摘. 2011(05)
[4]水性聚氨酯的改性研究进展[J]. 王炯,李国平.  高分子材料科学与工程. 2009(12)
[5]水性聚氨酯的发展与应用研究进展[J]. 陈丽珠,黄洪,陈焕钦.  涂料技术与文摘. 2008(05)
[6]梳状支链水性聚氨酯/蒙脱土复合材料结构与性能[J]. 陈勇军,刘芳,邓湘华,贾德民,罗远芳.  化工学报. 2008(03)
[7]聚氨酯工业发展状况和技术进展[J]. 翁汉元.  化学推进剂与高分子材料. 2008(01)
[8]水性聚氨酯的改性及水性聚氨酯涂料[J]. 于良民,王秀娟.  热固性树脂. 2007(04)
[9]中国水性聚氨酯市场现状与展望[J]. 吴海平,马建明,任志勇,刘戎.  化学推进剂与高分子材料. 2005(05)
[10]纳米二氧化钛改性聚氨酯乳液性能初探[J]. 李坚,许然,姚超.  中国胶粘剂. 2005(05)

博士论文
[1]基于PEO-b-PDMS-b-PEO与FPEO-b-PDMS-b-FPEO水性聚氨酯合成、表征及性能研究[D]. 李维虎.中国科学技术大学 2009

硕士论文
[1]无溶剂法制备TDI型聚氨酯/丙烯酸酯复合乳液及其乳胶膜的改性[D]. 施锐.中国科学技术大学 2010
[2]水性聚氨酯胶粘剂的合成与应用研究[D]. 韦力达.合肥工业大学 2010



本文编号：3565734