导　　师： 贾德民

授予学位： 硕士

作　　者： ;

机构地区： 华南理工大学

摘　　要： 有机/无机杂化材料是一种在纳米水平分散均匀的多相材料,兼备有机聚合物和无机材料的性能优势。它可以是无机改性有机聚合物,也可以是有机改性无机材料。可以通过调节有机相与无机相的组成及比例,实现对材料功能的“剪裁”和“组装”。本论文利用NCO基团易与OH基团发生反应的原理,首先通过机械共混原位反应法制备了新型聚氨酯/含羟基无机填料有机/无机杂化材料。通过研究发现,聚氨酯/沉淀法白炭黑(PU/P-Silica)有机/无机杂化体系具有最优的综合性能。根据这一结论,对PU/P-Silica杂化体系进行系统深入的研究,其中包括杂化体系的杂化原理、最佳杂化工艺条件以及杂化材料的性能等。 通过机械共混法制备的聚氨酯/埃洛石纳米管有机/无机杂化材料(PU/HNTs)、聚氨酯/气相法白炭黑有机/无机杂化材料(PU/F-Silica)、聚氨酯/沉淀法白炭黑有机/无机杂化材料(PU/P-Silica)与纯聚氨酯(PU)相比,力学性能明显提高,通过XRD、DSC等测试发现无机填料的加入相应地改变了聚氨酯的硬段结构,提高了杂化材料中的硬段含量。热稳定性测试发现,杂化材料具有比纯PU要好的热稳定性。表面接触角测试表明,三种杂化材料具有不同的亲、疏水性等特性。 三种杂化材料中,PU/P-Silica体系具有最好的综合性能。对PU/P-Silica杂化体系进行深入研究发现,采用三辊研磨机进行二次共混的杂化体系中白炭黑的分散效果得到改善,杂化材料具有最佳的力学性能,其拉伸强度达到51MPa,撕裂强度也达到了近100KN/m。通过力学性能测试确定了预聚体中-NCO与-OH的比为2:1时,杂化材料具备最佳的力学性能。这是因为预聚体合成过程中,通过控制-NCO与-OH的比,可以使预聚体分子链两端带有-NCO基团,两端的-NCO与白炭黑表面的-OH在一定条件下直接发生化学键合反应,生成有机/无机交联网络结构的杂化材�

关 键 词： 有机 无机杂化材料 聚氨酯 埃洛石纳米管 白炭黑

领　　域： [一般工业技术—材料科学与工程]