水性聚氨酯/无机填料的制备与性能研究

发布时间：2022-08-04 10:27

　　聚氨酯（PU）以其独特的分子结构及优良的性能被应用在众多领域中。考虑到溶剂型聚氨酯给环境带来巨大的压力,水性聚氨酯（WPU）应运成为发展的必要。但是未改性的水性聚氨酯材料在使用中依然存在较多问题,比如材料强度低、耐水性差等,极大地限制其使用范围。因此,为了获得满足使用的水性聚氨酯材料,向水性聚氨酯基体引入无机填料对其进行改性是切实可行的,该方法能提高聚氨酯材料综合性能。本文用有机蒙脱土（OMMT）和改性氧化石墨烯（FIGO）改性聚氨酯。首先用改进Hummers法对可膨胀石墨进行氧化并制得氧化石墨烯（GO）,将制备的GO用异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）和三羟甲基丙烷（TMP）制备FIGO。利用傅里叶红外光谱仪对GO和FIGO进行表征。分别用FIGO和OMMT采用原位乳化法制备FIGO/WPU、FIGO/PVP/WPU和OMMT/WPU、OMMT/PVP/WPU复合乳液（为F/W、F/P/W、O/W、O/P/W）。研究FIGO与OMMT含量和PVP对复合乳液稳定性及复合材料力学性能、耐水性和热稳定性等性能的影响。扫描电镜（SEM）研究表明不同含量的填料在基体中的分散情况不同和PVP能增强基... 

【文章页数】：88 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 水性聚氨酯的概述
        1.1.1 水性聚氨酯的发展历程
        1.1.2 水性聚氨酯与溶剂型聚氨酯性能比较
    1.2 水性聚氨酯的合成
        1.2.1 水性聚氨酯的制备方法
        1.2.2 水性聚氨酯的结构和性能
    1.3 改性水性聚氨酯的研究进展
        1.3.1 氧化石墨烯改性水性聚氨酯的研究现状
        1.3.2 有机蒙脱土改性水性聚氨酯的研究现状
        1.3.3 复合填料改性水性聚氨酯的研究现状
        1.3.4 聚乙烯吡咯烷酮
    1.4 本课题的目的、意义和内容
        1.4.1 本文的目的和意义
        1.4.2 研究的主要内容
2 氧化石墨烯/水性聚氨酯复合材料的制备及性能研究
    2.1 引言
    2.2 实验
        2.2.1 实验药品
        2.2.2 实验仪器
        2.2.3 实验原理
        2.2.4 实验流程
        2.2.5 复合乳液的成膜
    2.3 测试及表征
        2.3.1 红外光谱测试
        2.3.2 硬度及附着力测试
        2.3.3 乳液粘度测试
        2.3.4 耐水性测试
        2.3.5 力学性能测试
        2.3.6 扫描电镜测试
        2.3.7 X射线衍射测试
        2.3.8 热重测试
    2.4 结果分析
        2.4.1 乳液外观及稳定性分析
        2.4.2 红外图谱分析
        2.4.3 X射线衍射分析
        2.4.4 扫描电镜分析
        2.4.5 硬度及附着力分析
        2.4.6 粘度分析
        2.4.7 耐水性分析
        2.4.8 力学性能分析
        2.4.9 热重分析
    2.5 本章小结
3 有机蒙脱土/水性聚氨酯复合材料的制备及性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验
        3.2.1 实验药品
        3.2.2 实验仪器
        3.2.3 实验原理
        3.2.4 实验流程
        3.2.5 OMMT/PVP/WPU原位复合乳液的制备
        3.2.6 复合乳液的成膜
    3.3 测试及表征
        3.3.1 红外光谱测试
        3.3.2 硬度及附着力测试
        3.3.3 乳液粘度测试
        3.3.4 耐水性测试
        3.3.5 力学性能测试
        3.3.6 扫描电镜测试
        3.3.7 X射线衍射测试
        3.3.8 热重测试
    3.4 结果分析
        3.4.1 乳液外观及稳定性分析
        3.4.2 红外图谱分析
        3.4.3 X射线衍射分析
        3.4.4 扫描电镜分析
        3.4.5 硬度及附着力分析
        3.4.6 粘度分析
        3.4.7 耐水性分析
        3.4.8 力学性能分析
        3.4.9 热重分析
    3.5 比较FIGO与 OMMT对复合材料性能的影响
    3.6 本章小结
4 氧化石墨烯/有机蒙脱土/水性聚氨酯复合材料的制备及性能研究
    4.1 引言
    4.2 实验
        4.2.1 实验药品
        4.2.2 实验设备
        4.2.3 实验原理
        4.2.4 实验流程
        4.2.5 复合乳液的成膜
    4.3 测试及表征
        4.3.1 红外光谱测试
        4.3.2 硬度及附着力测试
        4.3.3 乳液粘度测试
        4.3.4 耐水性测试
        4.3.5 力学性能测试
        4.3.6 接触角及表面能测试
        4.3.7 扫描电镜测试
        4.3.8 X射线衍射测试
        4.3.9 热重测试
    4.4 结果分析
        4.4.1 填料表面性能分析
        4.4.2 乳液外观及稳定性分析
        4.4.3 红外图谱分析
        4.4.4 X射线衍射分析
        4.4.5 扫描电镜分析
        4.4.6 硬度及附着力分析
        4.4.7 粘度分析
        4.4.8 耐水性分析
        4.4.9 力学性能分析
        4.4.10 热重分析
    4.5 本章小结
结论
参考文献
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]聚氨酯/纳米粒子复合材料的研究进展[J]. 辛晨,李再峰.  弹性体. 2019(05)
[2]纳米二氧化钛/石墨烯改性水性聚氨酯抗菌涂料的制备与评价[J]. 程俊,陈刚,汤紫俊,郭丽缨,赵强.  涂料工业. 2019(09)
[3]水性聚氨酯涂料的研究现状[J]. 曾宪光,龚敏,刘朝辉,张颖君,张敬雨.  电镀与涂饰. 2018(22)
[4]功能化石墨烯和有机硅双重改性水性聚氨酯的结构与性能研究[J]. 赵昭,马兴元,张铭芮,刘帅,丁博,韩振斌.  现代化工. 2018(10)
[5]改性蒙脱土/聚氨酯复合材料表面性能研究[J]. 姚克俭.  聚氨酯工业. 2018(03)
[6]蒙脱土-氧化石墨烯复合材料催化合成2-（1-苯基乙烯基）苯胺衍生物的研究[J]. 张军.  广东化工. 2018(11)
[7]环氧化石墨烯/水性聚氨酯复合膜的制备及性能[J]. 冯见艳,王学川,陈秀婷,王岩松.  精细化工. 2018(10)
[8]无机纳米材料改性聚氨酯防腐涂料的研究进展[J]. 鲍艳,陈颖.  涂料工业. 2017(08)
[9]水性石墨烯/聚氨酯复合材料的制备与耐热性能[J]. 李晓萱,陈玉琴,伍胜利.  高分子材料科学与工程. 2017(07)
[10]CTMAB改性蒙脱土/聚氨酯保温材料的制备[J]. 孙鲁,曹青.  广州化工. 2016(21)

博士论文
[1]基于石墨烯/水性聚氨酯功能化合成革涂层的构建及性能研究[D]. 冯见艳.陕西科技大学 2018
[2]合成革用水性聚氨酯的制备及工程技术应用研究[D]. 张哲.陕西科技大学 2015
[3]塑料薄膜印刷用水性聚氨酯油墨连接料的制备及性能研究[D]. 雷亮.华南理工大学 2015

硕士论文
[1]羟基聚乙烯吡咯烷酮的制备及其作亲水链段合成水性聚氨酯的研究[D]. 李韦东.安徽大学 2019
[2]力化学再生橡胶改性天然橡胶及其增强机理研究[D]. 章登科.湖北工业大学 2017
[3]含功能性侧链的弱阴/非离子水性聚氨酯的制备以及评价[D]. 李祥.武汉纺织大学 2017
[4]二维材料蒙脱土和石墨烯在生物医学中部分性能的初步研究[D]. 闫旭.安徽中医药大学 2017
[5]水性石墨烯及其聚氨酯复合材料的制备与性能研究[D]. 陈玉琴.合肥工业大学 2017
[6]水性聚氨酯/改性无机纳米颗粒复合材料的制备与性能[D]. 范新建.天津工业大学 2017
[7]纳米Fe3O4协同增强石墨烯/水性聚氨酯复合膜的电磁屏蔽性能研究[D]. 葛炳辉.陕西科技大学 2016
[8]二维结构活性液体纳米增强体对环氧复合材料阻隔性能及力学性能影响规律的研究[D]. 郑竣译.北京化工大学 2015
[9]氧化石墨烯复合材料的制备及其对水泥基材料和聚氨酯涂饰剂的增强增韧作用[D]. 丁怀东.陕西科技大学 2015
[10]氨基功能化石墨烯/聚氨酯复合材料的制备与性能研究[D]. 王忠娟.合肥工业大学 2015



本文编号：3669372