有机蒙脱土改性硬质聚氨酯泡沫复合材料的研究

论文摘要

硬质聚氨酯泡沫塑料是聚氨酯合成材料的主要品种之一,具有重量轻、保温隔热性好、缓冲抗震性优良、比强度高、加工成型方法简单且灵活多变,并与大多数材料粘结容易等优点,广泛应用于国民经济各部门。然而,硬质聚氨酯泡沫塑料在应用中还存在着许多不足,如力学性能与结构材料相比较差、容易积累静电、容易燃烧造成火灾等。为此,采用有机蒙脱土对其进行改性,既可提高材料的力学性能,还可提高材料的热稳定性及阻燃性。用水为发泡剂,首先探讨了全水发泡硬质聚氨酯泡沫塑料的配方及工艺,得出了一个优化实验方案。在此基础上,为了研究不同的改性剂处理后的蒙脱土对复合材料的结构、力学性能、热稳定性及阻燃性的影响,分别采用经十六烷基三甲基溴化铵、甲基牛脂基双（2-羟乙基）季铵氯和三羟甲基氨基甲烷改性所得的三种不同的有机蒙脱土CMMT、Cloisite 30B和OMMT,制备出相应的硬质聚氨酯泡沫/有机蒙脱土复合材料。研究结果表明,由于改性剂中含有可与异氰酸根反应的羟基,Cloisite 30B和OMMT有部分剥离分散于复合材料中;而改性剂中不含有反应性基团的CMMT则主要表现为插层分散。在较低含量时,RPUF/CMMT复合材料的比压缩强度比RPUF/Cloisite 30B及RPUF/OMMT复合材料的稍高些;但是在较高含量时,RPUF/Cloisite 30B及RPUF/OMMT复合材料拥有比RPUF/CMMT复合材料更高的比压缩强度和储能模量,且其泡孔更小、孔径分布更窄。有机蒙脱土的加入使得材料的热稳定性及阻燃性能都有所提高,其中RPUF/OMMT的阻燃性能最好。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 致谢
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 硬质聚氨酯泡沫塑料概述
• 1.1.1 硬质聚氨酯泡沫的基本化学反应
• 1.1.2 硬质聚氨酯泡沫塑料主要原料及助剂
• 1.1.3 硬质聚氨酯泡沫制备中泡沫形成过程
• 1.1.4 硬质聚氨酯泡沫的泡孔结构及特点
• 1.1.5 硬质聚氨酯泡沫的制备方法
• 1.1.6 硬质聚氨酯泡沫塑料的改性
• 1.2 有机蒙脱土及其复合材料的制备
• 1.2.1 蒙脱土的结构特征
• 1.2.2 蒙脱土的有机化处理
• 1.2.3 聚合物/有机蒙脱土复合材料的制备
• 1.3 硬质聚氨酯泡沫/有机蒙脱土复合材料的研究现状
• 1.4 课题的提出
• 第二章 全水发泡硬质聚氨酯泡沫塑料的制备
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 实验原料
• 2.2.2 主要实验设备
• 2.2.3 全水发泡硬质聚氨酯泡沫的制备
• 2.2.4 分析表征
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 全水发泡硬质聚氨酯泡沫塑料的配方优化
• 2.3.2 全水发泡硬质聚氨酯泡沫塑料的化学结构
• 2.3.3 全水发泡硬质聚氨酯泡沫塑料的泡孔结构
• 2.3.4 全水发泡硬质聚氨酯泡沫塑料的热稳定性
• 2.4 本章小结
• 第三章 有机蒙脱土改性硬质聚氨酯泡沫复合材料的制备及其性能
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 实验原料
• 3.2.2 主要实验设备
• 3.2.3 有机蒙脱土及其硬质聚氨酯泡沫复合材料的制备
• 3.2.4 分析表征
• 3.3 结果与讨论
• +-MMT及有机蒙脱土的分析表征'>3.3.1 Na⁺-MMT及有机蒙脱土的分析表征
• 3.3.2 组合聚醚/有机蒙脱土混合物的性能研究
• 3.3.3 不同有机蒙脱土改性的硬质聚氨酯泡沫复合材料的结构表征
• 3.3.4 聚氨酯硬泡/有机蒙脱土复合材料中蒙脱土的分散状态
• 3.3.5 聚氨酯硬泡及其复合材料的力学性能
• 3.3.6 聚氨酯硬泡及其复合材料的热稳定性及阻燃性能
• 3.4 本章小结
• 第四章 结论
• 参考文献
• 作者简介及攻读硕士期间发表或录用的论文