复合材料学报

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, Al₂O₃, 力学性能,

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2 922 cm^-1和1 469 cm^-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0.7 nm； KH-Al₂O₃在2 924 cm^-1和1 447 cm^-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KH-Al₂O₃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KH-Al₂O₃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21.82 MPa、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。

来源：2019年第11期

《复合材料学报》期刊编辑部

查看复合材料学报杂志2019年第11期