可降解低表面能海洋防污聚氨酯复合材料的制备及性能研究
作者单位：湖南科技大学
学位级别：硕士
导师姓名：欧宝立;周金华
授予年度：2016年
学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 07[理学] 08[工学] 09[农学] 0903[农学-农业资源与环境] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 0713[理学-生态学]
摘 要：可降解聚合物复合材料在环境友好型海洋防污涂料的应用引起了国内外研究者的广泛关注。聚氨酯材料以其优异的机械性能和分子设计自由度大、性能可调控等特点,广泛的应用于各个领域。石墨烯良好的力学和抗菌性能,可用于制备具有抗菌功能的有机/无机杂化低表面能可降解聚氨酯复合材料。本论文具体研究内容如下:(1)以双羟基功能化石墨烯(G-f-OH)为引发剂,辛酸亚锡(Sn(Oct)2)为催化剂,通过开环聚合引发L-丙交酯(LLA)单体形成以羟基封端的石墨烯接枝聚乳酸聚合物(G-g-PLLA),将1,4-丁二醇(1,4-BDO)与4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯(4,4’-MDI)进行扩链反应制备以NCO封端的聚氨酯预聚物,最后通过G-g-PLLA聚合物的端羟基和聚氨酯预聚物的异氰酸酯基的缩聚反应制备可降解聚氨酯复合材料。通过引入石墨烯(G)以提高目标材料的强度,并在降解过程中起到抗菌作用,调节G和LLA单体的含量,以控制接枝聚丙交酯(PLLA)的结晶性和亲/疏水性,从而对聚氨酯的降解性能进行有效调控。(2)1,4-BDO与4,4’-MDI进行扩链反应,加入羟基聚二甲基硅氧烷(PDMS)制备低表面能聚氨酯高分子材料,最后加入G-g-PLLA聚合物通过缩聚反应制备低表面能聚氨酯杂化材料。通过改变PDMS的用量,以控制接枝PDMS聚氨酯复合材料的表面能和接触角,从而对聚氨酯的防污性能进行有效调控。改变石墨烯、羟基聚二甲基硅氧烷组分的含量研究聚合物复合材料的降解性能、表面能、接触角及亲水性与防污性能的关系,为大规模制备环境友好型低表面能可降解海洋防污聚合物复合材料提供科学依据。
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