【碩士】層狀硅酸鹽復(fù)合材料的制備與性能研究

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　　【碩士】層狀硅酸鹽復(fù)合材料的制備與性能研究　　授予學(xué)位：碩士　　學(xué)位授予單位：武漢理工大學(xué)　　學(xué)位年度：2008　　聚氨酯泡沫塑料是一類應(yīng)用廣泛的高分子塑料，它具有優(yōu)良的力學(xué)性能、隔熱保溫性能。但是作為結(jié)構(gòu)材料，在使用過程中仍不能達(dá)到某些場(chǎng)合的使用強(qiáng)度。目前對(duì)聚氨酯泡沫增強(qiáng)進(jìn)行研究是熱點(diǎn)之一?！　? 一些層狀硅酸鹽如蒙脫土和累托石具有天然的納米結(jié)構(gòu)，蒙脫土是由鋁氧八面體和硅氧四面體連接而成的層狀結(jié)構(gòu)。累托石是由二八面體云母和---A面體蒙皂石組成的層狀粘土礦物。蒙脫土和累托石層間有可交換的陽離子，作為增強(qiáng)材料能顯著地改善材料的力學(xué)性能。　　本文通過以異氰酸酯和聚醚多元醇為原料，采用一步法發(fā)泡制備聚氨酯泡沫塑料，并用蒙脫土和累托石對(duì)聚氨酯泡沫進(jìn)行改性，通過加入不同類型，不同含量的蒙脫土和累托石得到增強(qiáng)的泡沫體，得到的主要結(jié)果如下：　　 (1)采用含有烷基季銨鹽插層劑改性的蒙脫土、含有羥基插層劑改性的蒙脫土和含有氨基插層劑改性的蒙脫土分別增強(qiáng)聚氨酯泡沫塑料，通過XRD表征了它們的結(jié)構(gòu)，結(jié)果顯示，烷基季銨鹽性的蒙脫土在聚氨酯中以插層的形式存在，而含有活性羥基和氨基的蒙脫土在聚氨酯中以剝離的形式存在。SEM結(jié)果表明，蒙脫土的加入使聚氨酯泡孔變小并且更均勻。剝離的蒙脫土／復(fù)合材料的效果更好。力學(xué)測(cè)試表明，在加入蒙脫土的含量為聚醚多元醇的2％時(shí)，復(fù)合材料的力學(xué)性能達(dá)到最佳值。剝離的蒙脫土／聚氨酯復(fù)合材料的力學(xué)性能要優(yōu)于插層型的蒙脫土／聚氨酯復(fù)合材料。而且復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性隨著蒙脫土含量的增加而變好。　　 (2)選用兩種季銨鹽為累托石的有機(jī)改性劑，通過陽離子交換反應(yīng)制備有機(jī)累托石，通過原位聚合的方法制備了復(fù)合材料。采用XRD表征了復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)，XRD分析表明，季銨鹽改性的累托石在聚氨酯中呈現(xiàn)剝離的狀態(tài)。力學(xué)分析表明，季銨鹽改性的累托石／聚氨酯復(fù)合材料的力學(xué)性能大大優(yōu)于純聚氨酯泡沫。TG分析表明，有機(jī)累托石的加入改善了復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性，其中剝離型的季銨鹽改性累托石／聚氨酯復(fù)合材料的力學(xué)性能要比插層型的季銨鹽蒙脫土／聚氨酯復(fù)合材料強(qiáng)?！　?

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