无机纳米材料改性聚氨酯泡沫塑料的制备及性能研究

论文摘要

随着经济社会的发展,粉尘污染和染料污染对环境造成的危害日益严重,因此开发各种空气过滤材料或染料脱色材料已成为国内外研究的重要课题。软质聚氨酯泡沫塑料(简称PU)具有规整的三维网络结构,孔隙多且孔径大小可以调节,不仅是良好的吸附过滤材料,而且还可以作为其它填充材料的基体。二氧化钛等无机纳米粒子具有比表面积大,表面带电荷、吸附性能强、光催化降解有机物等特点而在许多领域中获得了广泛的应用。本文将二氧化钛等无机纳米粒分散到聚氨酯泡沫塑料基体中,得到纳米粒改性的聚氨酯泡沫塑料(简称NPU),并对它的机械性能、纳米粒在基体中的分散性能,及对纳米粉尘和染料的吸附性能等进行了研究,具体研究方法及结果如下:1.研究了二氧化钛等三种无机纳米粒改性的NPU的制备工艺。采用原位聚合法分别将不同的纳米粒填充到聚氨酯泡沫塑料基体中,用一步法发泡工艺合成出了NPU,并用电子万能试验机测定了二氧化钛纳米粒改性的NPU的机械性能,测定结果表明NPU的机械性能有了较大的改善。ESEM测定的结果表明:当纳米粒添加量达到5%时,用硬脂酸修饰过的纳米TiO2粒子比未修饰的纳米TiO2在基体中的分散性要好。2.利用饱和吸附法研究了NPU对纳米粉尘及染料的吸附。研究结果表明:未修饰纳米TiO2(2%)改性的NPU对纳米粉尘的吸附效果最好,最大吸附量可以达到0.071 g /g,是普通PU吸附粉尘量的两倍以上。未修饰的纳米TiO2(1%)改性的NPU对酸性品红的吸附量最大,达到了1.39 mg/g,而普通PU对酸性品红的吸附量只有0.94 mg/g。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 空气过滤材料
• 1.2 聚合物/无机纳米复合材料
• 1.3 聚氨酯/纳米复合材料
• 1.4 问题的提出与研究内容
• 2 纳米改性聚氨酯泡沫塑料的制备及其表征
• 2.1 材料与方法
• 2.2 结果与讨论
• 2.3 本章小结
• 3 NPU 的吸附性能研究
• 3.1 材料与方法
• 3.2 结果与讨论
• 3.3 本章小结
• 4 全文总结
• 致谢
• 参考文献