喷涂聚脲和石墨烯之间如何建立化学键链接

作者:九旭机械 来源:https://www.jnrtpu.com 发布日期:2018-08-04
  喷涂聚脲弹性体是种由异氰酸根预聚物和氨基化合物反应得到的具有脲键的高分子聚合物。它具有优异的防腐蚀、耐磨、防湿滑等优异的理化性能。为了提高喷涂聚脲弹性体的综合性能并扩大其应用范围,突破材料的单一局限性,可采用原位聚合法制备了石墨烯/聚脲弹性体纳米复合材料,主要是利用石墨烯的优异的力学性能来弥补聚脲弹性体在这方面的不足。首先,采用混酸氧化的方法制备了羟基化石墨烯,利用酯化反应在羟基化石墨烯表面接枝聚丙烯酸得到羧基化石墨烯。
 
  接下来,羧基化石墨烯表面的羧基和过量的端氨基聚醚D400反应得到氨基化石墨烯。再以 FTIR、TG、XPS等测试确定是否成功接枝氨基。经过超声震荡,将氨基化石墨烯与端氨基聚醚混合物固化剂混合,然后和异氰酸根预聚物反应制备得到聚脲弹性体复合材料。经过凝胶含量测定,拉伸测试和复合材料的断脆面的 SEM可知,氨基化石墨烯能够比较均匀地分散在聚脲弹性体基体中。氨基化石墨烯表面的氨基通过与异氰酸根反应以共价键的形式连接到聚脲弹性体的分子链上,增强了石墨烯和基体的界面结合力。经过氨基化石墨烯改性,聚脲弹性体力学性能有了明显提高。
 
  近年来,对于众多富含氢键的石墨烯/聚合物纳米复合材料的研究已有了很大进展,它们包括聚乙烯醇(PVA)、马来酸酐接枝的聚丙烯、磺化的聚苯乙烯、聚吡咯、尼龙、PU、纤维素等。氢键的引入能够有效提高石墨烯/聚合物纳米复合材料的性能,为高性能聚合物基纳米复合材料的制备提供一种有效的途径。但值得注意的是,石墨烯/聚合物纳米复合材料界面之间的氢键不一定都可以提高纳米复合材料的性能。究其原因,对于某些聚合物,如喷涂聚脲,石墨烯与其界面之间的氢键作用会破坏聚合物原有的氢键和结晶性,从而降低聚合物的性能。因此,在构筑以氢键为主要界面作用力的石墨烯/聚合物纳米复合材料时,需要考虑聚合物本身的结构特征,以免造成性能下降。