有机蒙脱土-改性Al2O3/聚氨酯弹性体复合材料的微观形貌及力学性能

论文摘要

以十八烷基三甲基氯化铵（OTAC）为插层剂,通过离子交换法改性钠基蒙脱土（MMT）制得有机蒙脱土（OMMT）,采用硅烷偶联剂KH550改性纳米Al2O3得到表面修饰的KH-Al2O3;以聚丙二醇（PPG）、4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）和1,4-丁二醇（BDO）为原料合成聚氨酯弹性体（PUE）基体,并将两种无机填料OMMT和KH-Al2O3以不同质量比且总质量分数保持3wt%掺杂至PUE基体中,采用预聚体法制备OMMT-改性Al2O3/PUE（OMMT-Al2O3/PUE）复合材料,用FTIR、XRD、SEM和TEM测试分析了复合材料的微观形貌和力学性能。结果表明:OMMT在2 922cm-1和1 469cm-1处出现—CH2吸收峰,表明OTAC分子链成功插入到MMT片层,且OMMT的层间距较MMT增加约0.7nm;KH-Al2O3在2 924cm-1和1 447cm-1处出现了—CH2吸收峰,表明Al2O3表面成功接枝KH550;TEM图像可清晰看到OMMT的片层结构,改性后的OMMT和KHAl2O3存在一定的相互作用,且同种分子内的相互作用减弱。OMMT-Al2O3/PUE复合材料中的OMMT与KHAl2O3质量比适当时,OMMT和KH-Al2O3在PUE基体中分散性较好,OMMT在基体中以层状结构存在,且KH-Al2O3与基体形成新的化学键改变了原有晶型结构,出现了新的衍射峰。力学性能测试结果表明:当OMMT与Al2O3质量比为1∶1时,OMMT-Al2O3/PUE复合材料的拉伸强度、扯断伸长率及断裂拉伸强度分别为21.82MPa、668%和19.98 MPa,比PUE基体分别提高了43.8%、29.2%和36.8%,与单一采用OMMT或KH-Al2O3改性PUE树脂相比,力学性能也明显得到改善。

论文目录

• 1 实验材料及方法
•   1.1 原材料
•   1.2 有机蒙脱土（OMMT）的制备
•   1.3 改性Al2O3（KH-Al2O3）的制备
•   1.4 OMMT-Al2O3/聚氨酯弹性体（PUE）的制备
•   1.5 结构表征及性能测试
• 2 结果与讨论
•   2.1 OMMT和KH-Al2O3的组分结构
•     2.1.1 MMT和OMMT的结构表征
•     2.1.2 Al2O3和KH-Al2O3的结构表征
•   2.2 OMMT-Al2O3/PUE的结晶性能
•     2.2.1 OMMT和OMMT/PUE的结晶性能
•     2.2.2 KH-Al2O3和KH-Al2O3/PUE的结晶性能
•     2.2.3 OMMT-Al2O3和OMMT-Al2O3/PUE的结晶性能
•   2.3 OMMT-Al2O3和OMMT-Al2O3/PUE的微观形貌
•     2.3.1 OMMT-Al2O3的微观形貌
•     2.3.2 OMMT-Al2O3/PUE复合材料的微观形貌
•   2.4 OMMT-Al2O3/PUE复合材料的力学性能
• 3 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 陈宇飞,岳春艳,李治国,滕成君,马英一

关键词: 聚氨酯弹性体,有机蒙脱土,十八烷基三甲基氯化铵,力学性能

来源: 复合材料学报 2019年11期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑

专业: 材料科学

单位: 哈尔滨理工大学工程电介质及应用技术教育部重点实验室,哈尔滨理工大学材料科学与工程学院,哈尔滨市香坊区疾病预防控制中心

基金: 国家自然科学基金（21604019）,哈尔滨创新人才专项(2015RAXXJ029)

分类号: TB332

DOI: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20190314.002

页码: 2595-2602

总页数: 8

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