正电性碳纳米材料对水性聚氨酯性能的影响

碳纳米材料如氧化石墨烯、碳纳米管等作为高性能填料近年来得到诸多关注与研究。通过物理共混法制备了氮掺杂石墨烯/水性聚氨酯(N-GO/WPU)和氨基化碳纳米管/水性聚氨酯(CNT-NH_(2)/WPU)两种复合材料。研究结果表明,当碳纳米材料用量为2%时,复合材料的物理力学性能最好,N-GO/WPU和CNT-NH_(2)/WPU的拉伸强度、断裂伸长率、杨氏模量分别为41.3 MPa、745.2%、10.3 MPa和43.2 MPa、825.1%、12.4 MPa。5%碳纳米材料用量下,复合材料电磁屏蔽性能和疏水性能最佳,N-GO/WPU和CNT-NH_(2)/WPU的电阻、水接触角分别为2.10×10^(9)Ω、78.3°和8.70×10^(10)Ω、76.6°。从粒子性能上看,复合材料的综合性能与碳纳米材料在聚氨酯基质中的分散能力有关。

5-氨基-1,10-菲罗啉改性氧化石墨烯/聚氨酯的合成与性能

阳离子型改性氧化石墨烯具有与阴离子型聚合物较强的界面相互作用,常用于增强增韧聚合物。以5-氨基-1,10-菲罗啉改性氧化石墨烯为填料,水性聚氨酯为基质,制备制革专用高性能涂饰剂,研究结果表明:以氧化石墨烯的重量为基准,加入15%的二环己基碳二亚胺和50%的5-氨基-1,10-菲罗啉,在60℃反应12 h,所得改性氧化石墨烯性能最佳,粒径为752.8 nm,粒径分布系数为0.188,含氮量为7.78%。使用正交设计、BP神经网络模型、皮尔逊相关性分析和TOPSIS评价可以分析、拟合并预测改性氧化石墨烯的性能,偏差<10%。此外,5-氨基-1,10-菲罗啉改性氧化石墨烯还可提升水性聚氨酯的物理力学性能。