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聚氨酯具有耐磨、抗撕裂、黏结性好、抗曲挠性好等特点，被广泛地应用于交通、国防、家电、医疗、建材、纺织等领域，但是其耐热性、抗老化性、防水性及介电性能较差等缺点影响了其使用效果。有机硅具有耐水、耐高低温、耐老化、电绝缘、耐化学溶剂、低表面能、生物相容等一系列优异的性能，常被用来改性聚氨酯，以提高其耐热性、耐水性、耐候性等。但是由于有机硅和聚氨酯的相容性不好，导致有机硅改性聚氨酯的力学性能不理想。纳米材料具有表面效应、小尺寸效应、量子尺寸效应及宏观量子隧道效应等特殊性质，将无机纳米粒子加入聚氨酯中形成聚氨酯纳米复合材料，能够赋予聚氨酯在力学、光学、电学、声学、磁学等方面的特殊性能。为全面提高聚氨酯的热学性能、力学性能、表面性能等性能，可采用有机硅和无机纳米粒子共同改性聚氨酯。 本文研究了长侧链硅油对聚氨酯性能的影响，并采用羟基硅油分别与蒙脱土、纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、纳米氧化锌、四针状氧化锌共同改性聚氨酯，并对产物的结构和性能进行了研究。研究内容和结果如下: 1、用TDI、N330、N220和单端羟基聚二甲基硅氧烷或双端羟基聚二甲基硅氧烷合成了一系列有机硅改性聚氨酯，并对其微观形貌、表面性能、热稳定性和机械性能进行了研究。随着有机硅含量的提高，聚氨酯的表面性能和热稳定性都得到了显著提高，力学性能下降。与有机硅在主链上的有机硅改性聚氨酯相比较，侧链有机硅改性聚氨酯表现出更好的表面性能和热稳定性，且断裂伸长率下降得更慢。 2、采用将单端羟丙基硅油或双端羟丙基硅油改性聚氨酯预聚体与聚醚N330/有机蒙脱土复合物混合、固化、插层的方法制得有机硅/蒙脱土复合改性聚氨酯，并对产物结构、形貌及性能进行了测试。研究表明，有机硅/蒙脱土复合改性聚氨酯同时具有良好的耐热性、力学性能和表面性能。加入蒙脱土后，有机硅与聚氨酯之间的相容性提高。单端羟丙基硅油/蒙脱土复合改性聚氨酯的表面性能比双端羟丙基硅油/蒙脱土复合改性聚氨酯好。 3、合成了一种大分子偶联剂N330-ND-42，并用其对纳米二氧化硅进行改性。分别用改性和未改性的纳米二氧化硅制备了两种有机硅/纳米二氧化硅复合改性聚氨酯，并进行性能比较。研究表明，经偶联剂N330-ND-42改性的纳米二氧化硅在基体中分散均匀，由改性纳米二氧化硅制备的有机硅/纳米二氧化硅复合改性聚氨酯具有良好的耐热性、力学性能和表面性能，且其耐热性和力学性能优于引入了未改性纳米二氧化硅的有机硅/纳米二氧化硅复合改性聚氨酯。 4、采用氨丙基三乙氧基硅烷对纳米二氧化钛进行了表面修饰，并将其引入单端羟丙基硅油改性聚氨酯中。所制备的有机硅/纳米二氧化钛复合改性聚氨酯，不仅具有良好的热学性能和力学性能，还具备较强的耐候性。 5、采用氨丙基三乙氧基硅烷对纳米氧化锌进行了表面修饰，并用其与单端羟丙基硅油共同改性聚氨酯。结果表明，有机硅/纳米氧化锌复合改性聚氨酯具有比纳米氧化锌改性聚氨酯更好的耐热性、表面性能和耐候性。 6、采用氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)对四针状氧化锌进行了表面修饰，将其引入聚氨酯中，制备了四针状氧化锌/聚氨酯复合材料，并对复合材料的力学、热学、电学、耐候等性能进行了研究。结果表明，随着四针状氧化锌含量的增加，材料的拉伸强度、耐热性和耐候性呈现先增加后减小的趋势，断裂伸长率逐渐下降，表面电阻率显著降低。在上述复合材料中进一步引入单端羟丙基硅油，制备了有机硅/四针状氧化锌复合改性聚氨酯，研究发现，有机硅/四针状氧化锌复合改性聚氨酯具有比四针状氧化锌改性聚氨酯更好的耐热性、表面性能和耐候性。