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摘 要

本论文研究了聚氨酯泡沫的合成以及在聚氨酯泡沫的合成过程中通过改变配方里的催化剂、匀泡剂以及发泡剂的量来对泡沫体孔隙率进行控制的研究。经过多次试验以及优化配方，得出了在实验室中制得泡孔均匀的聚氨酯泡沫的配方以及条件。然后探究了使无机粒子在基体中的分散方法，进行了复合材料的制备及性能测试。研究表明：A33用量的增加会使发泡反应的速率增加，Sn(Oct)₂的增加会使凝胶反应的速率增加，所以可以通过控制发泡反应和凝胶反应速率的匹配来控制孔隙率。141b的增加可以提供更多的气体，从而增大孔隙率。匀泡剂的用量则对开孔率的影响不大，但适当的匀泡剂可是泡孔均匀。通过添加BN制备了BN/PU复合物，但目前BN最多添加到1.5wt%。

关键词：聚氨酯软泡 孔隙率 氮化硼 填充改性

Porous polyurethane foam: the filling and modification of inorganic particles

Abstract

In this thesis, we studied the synthesis of polyurethane foam and the amount of catalyst, foam agent and foaming agent in the process of the synthesis of polyurethane foam.After many experiments and optimization formula, the formula and condition of polyurethane foam with uniform foam in the laboratory were obtained.Then, the dispersion method of inorganic particles in the matrix was explored, and the preparation and properties of the composite were tested.Research shows that: the A33 dosage will increase the foaming reaction rate increased, Sn(Oct)₂ increase the gelation rate increases, so you can by controlling the foaming reaction and gel reaction rate matching to control the porosity.The increase of 141b can provide more gas, thus increasing the porosity. The dosage of the foam agent has little effect on the rate of opening, but the proper smoothing agent is uniform.BN/PU complex was prepared by adding BN, but the current BN was up to 1.5wt%.

key words: Polyurethane foam; porosity; Boron nitride; Filling modification

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 文献综述 1

1.1聚氨酯概述 1

1.1.1聚氨酯材料简介 1

1.1.2聚氨酯泡沫概述 1

1.1.3聚氨酯软泡 1

1.2聚氨酯多孔泡沫的制备 2

1.2.1聚氨酯多孔泡沫制备的方法 2

1.2.2 聚氨酯多孔泡沫制备的特点 2

1.2.3 泡孔的结构参数 2

1.3聚氨酯多孔泡沫改性的意义 3

1.4无机粒子填充改性 3

1.5氧化石墨烯的简介 4

1.6氮化硼 5

1.7本课题研究目的、意义和主要研究内容 5

1.7.1课题研究的目的和意义 5

1.7.2本课题主要研究的内容 6

第二章 聚氨酯多孔泡沫的制备 7

2.1引言 7

2.2实验部分 7

2.2.1实验原料 7

2.2.2实验仪器 7

2.2.3实验步骤 8

2.3测试与表征 8

2.3.1泡沫表观密度测试 8

2.3.2泡孔结构的观察 8

2.3.3泡沫表开孔率测试 8

2.4结果与讨论 9

2.4.1各因素对泡孔结构的影响 9

2.4.2各因素对泡沫性能的影响 12

2.5结论 15

第三章 添加无机粒子对聚氨酯软泡填充改性 16

3.1引言 16

3.2实验部分 16

3.2.1实验原料和仪器 16

3.2.2实验步骤 16

3.3测试与表征 16

3.3.1泡沫表观密度测试 16

3.3.2泡沫结构的测试 17

3.3.3开孔率的测试 17

3.3.4傅里叶红外光谱仪测试 17

3.3.5接触角的测试 17

3.4结果与讨论 17

3.4.1氮化硼填充改性聚氨酯多孔泡沫 17

3.4.2氧化石墨烯填充改性聚氨酯多孔泡沫 20

第四章 结论与展望 21

参考文献 22

致谢 25

第一章 文献综述

1.1聚氨酯概述

1.1.1聚氨酯材料简介

聚氨酯（polyurethane，PU）全称是聚氨基甲酸酯 ，是由有机多异氰酸酯与多羟基化合物等原料通过加成聚合反应制成的一类聚合物，从微观来讲就是主链上含有重复结构单元氨基甲酸酯基团（-NH-COO-)的大分子化合物^[3]。经过几十年的研究发展，人们已经可以通过改变原料种类及配比，制得产品形态及其性能大不相同、从柔软到坚硬程度不同的许多产品。聚氨酯加工的独特性，被广泛应用于工业经济生活等诸多领域中，其适用范围和发展前景远高于其他合成材料。

1.1.2聚氨酯泡沫概述

聚氨酯材料性能优异制品种类繁多，其中聚氨酯泡沫塑料是其产品的主要品种，用途也最为广泛，产量约占其总量的70%^[27]。聚氨酯泡沫塑料，指以异氰酸酯和羟基化合物为主要原料，按一定比例通过凝胶聚合反应和发泡反应制成的一种多孔材料。一般来说，其机械性能好，具有良好的弹性、柔软性，还具有极好的的加工性、隔音隔热、绝缘等性能，可作为一种性能优良的缓冲材料。聚氨酯泡沫塑料相比其他合成材料发展极为迅猛，但是随着类似航空等特殊领域发展，所需要的泡沫塑料的性能有了更高要求。要求泡沫塑料具有不同程度的强度、刚度或者绝缘性、耐热性。目前,聚氨酯泡沫塑料研究的方向和热点就是泡沫塑料的高性能化^[1,2]。

1.1.3聚氨酯软泡

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