水性聚氨酯纳米复合材料的制备和研究

论文摘要

水性聚氨酯用水作为分散介质，低毒并且对环境的危害小、节能、安全，易于保管和贮存，水性聚氨酯发展迅速，正在逐步的取代溶剂型聚氨酯。与其它水性树脂相比，水性聚氨酯有着较高的抗张强度、成膜性能好，涂层耐寒耐热、富有弹性且附着牢固，对于塑料和玻璃表面有着显著的粘合能力。水性聚氨酯在纺织、涂料、皮革涂饰剂、玻璃纤维、PVC、橡胶等领域有着广泛应用。然而水性聚氨酯产品的耐水性、耐溶剂性较溶剂型聚氨酯要差些，为了提高水性聚氨酯的综合性能，有必要对水性聚氨酯进行改性，常见方法有环氧树脂改性、有机硅改性、丙烯酸酯改性和无机纳米材料改性。本文从无机纳米材料改性水性聚氨酯入手，重点考察无机纳米粒子的引入对水性聚氨酯耐热性、力学强度以及耐水性的影响。为提高无机纳米颗粒在聚氨酯中得分散性和相容性，分别用油酸和实验室自制的聚丙二醇磷酸酯对无机纳米粒子进行了表面改性，采用原位聚合法以2,4-甲苯二异氰酸酯（TDI）、聚丙二醇（PPG）和二羟甲基丙酸（DMPA）为主要原料合成了不同类型的水性聚氨酯纳米复合材料，产物表征和性能测试结果表明，无机纳米粒子在聚氨酯中分散性良好，复合材料的热稳定性和耐水性得到明显改善。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 概述
• 1.2 水性聚氨酯简介
• 1.2.1 水性聚氨酯的应用
• 1.2.2 水性聚氨酯的分类
• 1.2.3 合成水性聚氨酯的原料
• 1.2.4 影响水性聚氨酯性能的因素
• 1.2.5 水性聚氨酯的改性
• 1.3 纳米材料
• 1.3.1 纳米粒子及其应用
• 1.3.2 纳米粒子的团聚和分散
• 1.4 水性聚氨酯纳米复合材料
• 1.4.1 纳米复合材料的应用前景
• 1.4.2 水性聚氨酯纳米复合材料的制备方法
• 1.5 本课题的研究内容
• 参考文献
• 第二章 水性聚氨酯/纳米碳酸钙复合材料的制备与表征
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 实验试剂
• 2.2.2 实验方法
• 2.2.3 实验仪器和表征方法
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 水性聚氨酯的制备
• 2.3.2 纳米碳酸钙的性质分析
• 2.3.3 水性聚氨酯/纳米碳酸钙复合材料的性能研究
• 2.4 本章小结
• 参考文献
• 第三章 水性聚氨酯/纳米二氧化硅复合材料的制备与表征
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 实验试剂
• 3.2.2 实验方法
• 3.2.3 实验仪器和表征方法
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 纳米二氧化硅性质分析
• 3.3.2 水性聚氨酯/纳米二氧化硅复合材料性能研究
• 3.4 本章小结
• 参考文献
• 第四章 水性聚氨酯/二氧化钛复合材料的制备和表征
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 实验试剂
• 4.2.2 实验方法
• 4.2.3 实验仪器和表征方法
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 二氧化钛粒子的性质分析
• 4.3.2 水性聚氨酯/二氧化钛复合材料性能研究
• 4.4 本章小节
• 参考文献
• 硕士期间的科研成果
• 致谢