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含有β-环糊精的新型聚氨酯弹性体的合成及其在PP增韧中的应用

作　者: 谢安
导　师: 张明
学　校: 扬州大学
专　业: 高分子化学与物理
关键词: 聚氨酯弹性体(PUE) β-环糊精(β-CD) PP 增韧改性
分类号: TQ334.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

本文以MDI、IPDI、MDI与PTMG为原料,利用环糊精组分部分代替二元醇参与聚合反应,期望在聚氨酯弹性体分子结构中引入环糊精结构,制备新型聚氨酯弹性体。通过力学性能、溶胀率、热分析和光谱分析等表征确定其分子结构和基本性能,探讨了不同异氰酸指数(Index)、环糊精添加量对于材料性能的影响。最终,确定了以HDI、PTMG为原料,在Index=1.75, β-CD添加量25%时,能够得到综合性能最优的聚氨酯弹性体。以MDI、PTMG为原料合成的聚氨酯弹性体,添加p-CD后,因为反应速度难以控制,所得PUE中气泡过多,用目前所采用的方法难以制备目标产物。以HDI、PTMG1000为原料,添加P-CD首次合成了新型聚氨酯弹性体。该体系仅在Index=1.75与Index=2.0时,添加P-CD能成功制得PUE。其中Index=1.75、β-CD添加量25%时,PUE’性能最优。在成功合成的HDI-PTMG系聚氨酯弹性体的基础上,将其作为新型增韧材料,对PP进行了增韧改性,并与其他一些常见增韧体系的增韧效果进行了比较。通过力学性能测试和对复合材料微观结构的观察,确定了当使用的聚氨酯弹性体Index=1.75,β-CD添加量15%时,具有最好的增韧作用,改性后的PP拉伸模量较PP略有下降,但冲击模量达到PP的近3倍。为研发增韧和功能复合型改性剂探索了一条新的途径。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-7
第一章绪论  7-15
  1.1 聚氨酯材料  7
    1.1.1 概述  7
    1.1.2 聚氨酯的应用  7
  1.2 聚氨酯弹性体  7-9
    1.2.1 聚氨酯弹性体的分类  7-8
    1.2.2 聚氨酯弹性体的结构  8
    1.2.3 聚氨酯弹性体的合成  8-9
    1.2.4 聚氨酯弹性体的应用及前景  9
  1.3 环糊精材料  9-10
    1.3.1 环糊精  9-10
    1.3.2 含有环糊精的聚氨酯  10
  1.4 PP材料的增韧研究  10-11
    1.4.1 PP材料  10
    1.4.2 PP材料的改性  10-11
      1.4.2.1 共聚改性  10
      1.4.2.2 共混改性  10-11
      1.4.2.3 填充改性  11
      1.4.2.4 交联改性  11
    1.4.3 PP材料的增韧改性  11
    1.4.4 增韧PP的应用  11
  1.5 选题目的和意义  11-12
  1.6 论文的创新点  12-13
  参考文献  13-15
第二章含有β-环糊精的IPDI-PTMG、MDI-PTMG系列聚氨酯弹性体的制备  15-23
  2.1 引言  15-16
  2.2 实验部分  16-18
    2.2.1 试剂及原料  16-17
    2.2.2 实验仪器  17
    2.2.3 实验流程  17-18
    2.2.4 测试与表征  18
      2.2.4.1 拉伸实验  18
  2.3 结果与讨论  18-22
  2.4 本章小结  22-23
第三章含有β-环糊精的HDI-PTMG系列聚氨酯弹性体的制备及性能研究  23-45
  3.1 引言  23-24
  3.2 实验部分  24-28
    3.2.1 试剂及原料  24
    3.2.2 实验仪器  24-25
    3.2.3 反应路线设计  25
    3.2.4 实验流程  25-26
    3.2.5 不同实验组设计  26
    3.2.6 测试与表征  26-28
      3.2.6.1 拉伸实验  26
      3.2.6.2 硬度的测定  26-27
      3.2.6.3 全反射红外光谱(ATR FTIR)  27
      3.2.6.4 溶胀率测试  27
      3.2.6.5 差示扫描量热仪(DSC)  27-28
  3.3 结果与讨论  28-42
    3.3.1 力学性能  28-36
    3.3.2 溶胀率测试结果  36-38
    3.3.3 红外波谱分析  38-40
    3.3.4 DSC  40-42
  3.4 本章小结  42-43
  参考文献  43-45
第四章聚氨酯弹性体与几种弹性体在PP增韧改性中的比较  45-66
  4.1 引言  45-46
  4.2 实验部分  46-49
    4.2.1 原料  46-47
    4.2.2 实验流程  47-48
    4.2.3 测试与表征  48-49
      4.2.3.1 力学性能测试  48
      4.2.3.2 扫描电子显微镜(SEM)测试  48-49
  4.3 结果与讨论  49-64
    4.3.1 PP/HDPE/SEBS三元复合材料  49-54
      4.3.1.1 复合材料的微观结构  49-52
      4.3.1.2 复合材料力学性能  52-54
    4.3.2 PP/POE复合材料  54-58
      4.3.2.1 微观结构  54-56
      4.3.2.2 力学性能  56-58
    4.3.3 PP/PUE复合材料  58-64
      4.3.3.1 复合材料微观结构  58-62
      4.3.3.2 复合材料的力学性能  62-64
  4.4 本章小结  64-65
  参考文献  65-66
第五章总结与展望  66-67
攻读学位期间发表的学术论文及参加学术会议情况  67-68
致谢  68-69

含有β-环糊精的新型聚氨酯弹性体的合成及其在PP增韧中的应用

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