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聚氨酯弹性体(PUE)由于综合性能优良而被广泛地应用于民用、体育、航天、军事等领域,成为不可缺少的重要材料之一。为了进一步提高聚氨酯弹性体的力学性能和耐热性,拓宽其应用领域,研究者将纳米材料加入体系用于改善聚氨酯的性能。
本文在聚四氢呋喃醚二醇(PTMG-1000)-多元醇改性4,4-二苯甲烷二异氰酸酯(改性MDI)-液化3,3-二氯-4,4-二苯基甲烷二胺(L-MOCA)体系下,通过添加四种不同的纳米粒子(即纳米Si02、Cat03、八苯基POSS、乙烯基POSS)制备了四种不同的复合材料,并分别对其力学性能、纳米粒子分散性、热稳定性以及动态力学性能进行了讨论。
研究表明,添加纳米SiOz、CaC03、八苯基POSS、乙烯基POSS后,聚氨酯弹性体的力学性能均增强,在其含量为2-3wt%时性能增加最快。其中,乙烯基POSS对复合材料的力学性能增强最显著,在其含量为3wt%时,拉伸强度和断裂伸长率分别是17.4MPa和323.82%,SEM照片显示,乙烯基POSS的分散性最强,纳米SiO2和CaC03次之,八苯基POSS分散性最弱;TGA测试表明,随着纳米粒子含量的增加,复合材料的初始热分解温度增加,八苯基POSS对复合材料的热稳定性影响最大,在其含量为5wt%,初始热分解温度由纯PUE的286℃上升到308℃;DMA测试表明,纳米粒子含量较少时,复合材料的储能模量变化不大,随着纳米粒子含量的增加,储能模量增加,损耗因子也增大;纳米粒子在经过表面处理后分散性增强,复合材料的力学性能相对增加,热稳定性和动态力学性能变化不太。