超支化水性聚氨酯/納米CaCO3復(fù)合材料的制備及性能研究

趙 欣

(陜西國防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西 西安 710300)

超支化水性聚氨酯(WHBPU)是一種分子中存在超支化結(jié)構(gòu)的新型水性聚氨酯材料，具有機械性能優(yōu)異、端基種類豐富、反應(yīng)活性高，黏度低、易溶解和環(huán)境友好等優(yōu)點。近年來，隨著人們環(huán)保意識的逐漸增強，水性聚氨酯成為國內(nèi)外學(xué)者研究的熱點課題。WHBPU作為一種新型水性聚氨酯材料，以水為分散介質(zhì)，貼合綠色環(huán)保的時代要求，經(jīng)過分子結(jié)構(gòu)設(shè)計或改性可廣泛應(yīng)用于紫外光固化涂料、聚合物固體電解質(zhì)、形狀記憶材料、相變儲能材料和阻尼材料等領(lǐng)域，具有較好的市場應(yīng)用價值[1]。

納米CaCO3是一種性能優(yōu)異的納米材料，其表面的-OH可與WHBPU分子中的異氰酸酯基、羧基或其他基團反應(yīng)[2]。利用有機高分子修飾法[3]和偶聯(lián)劑法[4]改善納米CaCO3的反應(yīng)性，然后通過預(yù)聚法或原位聚合引入水性聚氨酯體系，可有效改善水性聚氨酯的力學(xué)性能，但上述方法合成路線復(fù)雜，對實驗條件和設(shè)備儀器要求較高。以納米CaCO3為增強劑對WHBPU進行共混改性，將經(jīng)過表面活性劑包覆法改性的納米CaCO3通過物理共混引入WHBPU，提高納米CaCO3的反應(yīng)活性，同時WHBPU的超支化結(jié)構(gòu)可保證納米CaCO3負載量，并以高速攪拌和超聲波振蕩來提高納米粒子的分散性，降低納米粒子的團聚效應(yīng)，使其能均勻地分散于WHBPU基質(zhì)中，充分發(fā)揮其增強劑的作用，最后對該納米復(fù)合材料的力學(xué)性能和分散性進行了考察。

1 實驗部分

1.1 原材料

聚四氫呋喃醚二醇(PTMG，Mn=1000)：工業(yè)純，日本三菱株式會社；……