原位聚合制备聚氨酯/氧化石墨烯纳米复合材料的力学性能和热稳定性能研究

材料研究学报, 2014, 28(12): 901-908.

原位聚合制备聚氨酯/氧化石墨烯纳米复合材料的力学性能和热稳定性能研究

李国兴 ^1, , 赵景珊 ^2, , 孙科 ^3, , 王强 ^4, , 王明 ^5,

1.西南大学化学化工学院重庆400715

2.西南大学化学化工学院重庆400715

3.西南大学化学化工学院重庆400715

4.西南大学材料与能源学部重庆400715

5.西南大学化学化工学院重庆400715

基金项目: 国家自然科学基金51103119和重庆市科委自然科学基金CSTC2014TJYJA50024资助项目.Supported by National Natural Science Foundation of China No.51103119,and Natural Science Foundation Project of Chongqing No.CSTC2014JCYJA50024.

关键词：有机高分子材料 , 氧化石墨烯 , 原位聚合 , 聚氨酯 , 力学性能

Study on Mechanical Property and Thermal Stability of In-situ Nanocomposites of Polyurethane/Oxidized Graphene

Keywords： organic polymer materials , graphene oxide , in-situ polymerization , polyurethane , mechanical property

采用两步投料法,将氧化石墨烯(GO)与4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)充分反应后、再加入聚醚多元醇和三羟甲基丙烷原位聚合制备聚氨酯(PU)/GO纳米复合材料.用广角x衍射、拉伸仪、热失重分析仪和扫描电子显微镜等研究了GO含量对PU/GO复合材料弹性模量、拉伸强度、断裂伸长率和热稳定性能的影响.研究发现当GO含量为0.2％时,GO在PU基体内分散均匀未出现团聚现象;当GO含量增加时,出现GO团聚体,且随着GO含量增加而增加.GO团聚现象对PU/GO复合材料的力学性能和热稳定性提高具有不利的影响.未出现GO团聚体的PU/0.2％GO复合材料具有最佳力学性能和热稳定性.用连二亚硫酸钠、氢氧化钠水溶液就地还原制备还原PU/GO纳米复合材料(PU/rGO),研究GO还原对复合材料力学性能和热稳定性的影响.结果发现,GO在PU基体内可以实现一定程度的就地还原,还原后复合材料的力学性能有所下降,但热稳定性能有所提高.

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