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现代化工  2021, Vol. 41 Issue (9): 96-100    DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.09.020
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氧化石墨烯/SiO2复合材料改性水性聚氨酯的制备及性能研究
马懿卿1, 冯新根2, 马清杰3, 张瑶4, 王磊2, 赖小娟2, 张引引2
1. 陕西纺织器材研究所, 陕西 咸阳 712000;
2. 陕西科技大学陕西省轻化工助剂重点实验室, 陕西 西安 710021;
3. 中石化西北油田分公司石油工程技术研究院, 新疆 乌鲁木齐 830011;
4. 陕西延长石油延安能源化工有限责任公司, 陕西 延安 727500
Preparation of graphene oxide/SiO2 modified waterborne polyurethane and study on its properties
MA Yi-qing1, FENG Xin-gen2, MA Qing-jie3, ZHANG Yao4, WANG Lei2, LAI Xiao-juan2, ZHANG Yin-yin2
1. Shaanxi Research Institute of Textile Accessories, Xianyang 712000, China;
2. Shaanxi Key Laboratory of Additives for Light Chemical Industry, Shaanxi University of Science and Technology, Xi'an 710021, China;
3. Petroleum Engineering Technology Research Institute, Sinopec Northwest Oil Field Company, Urumqi 830011, China;
4. Yan'an Energy and Chemical Co., Ltd., Shaanxi Yanchang Petroleum(Group) Co., Ltd., Yan'an 727500, China
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摘要 将自制杂化材料SiO2-GO加入水性聚氨酯(WPUA)中,制备了SiO2-GO/WPUA复合乳液,研究了该复合乳液及其胶膜的结构及性能。改性后GO与SiO2表面活性基团之间存在相互作用,SiO2更好地阻隔了GO的团聚,实现GO有效地剥离。随着SiO2-GO填料的增加,SiO2-GO/WPUA复合乳液的粒径逐渐增大。由热失重、拉伸测试可知,SiO2-GO杂化填料的加入,可提高SiO2-GO/WPUA的力学性能和热稳定性。当SiO2-GO填料质量分数为0.7%时,复合胶膜的拉伸强度为50.14 MPa。TG测试结果表明,在热分解率为30%、50%时,SiO2-GO/WPUA膜比WPUA的分解温度分别提高了28、46℃。SiO2-GO/WPUA胶膜耐热性优于WPUA胶膜。
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马懿卿
冯新根
马清杰
张瑶
王磊
赖小娟
张引引
关键词:  水性聚氨酯-丙烯酸酯  氧化石墨烯  二氧化硅  耐热性    
Abstract: SiO2-GO/WPUA composite emulsion is prepared by adding self-made SiO2-GO into waterborne polyurethane-acrylate emulsion (WPUA) during self-emulsification process.The structure and performance of SiO2-GO/WPUA composite emulsion,and its film are studied.There is interaction between active groups of GO and SiO2 surface.Aggregation of GO is well obstructed by SiO2.With the increasing addition amount of SiO2-GO,the particle size of SiO2-GO/WPUA composite emulsion increases gradually.It is found from thermal gravimetric analysis (TG) and tensile testing for SiO2-GO/WPUA films that both the mechanical properties and heat resistance of films can be improved by SiO2-GO hybrid filler.The tensile strength of the composite film reaches 50.14 MPa when the content of SiO2-GO is 0.7%.TG determination results indicate that thermal decomposition temperature of SiO2-GO/WPUA increases by 28℃ and 46℃ when the thermal weight loss is 30% and 50%,respectively.The SiO2-GO/WPUA films show better heat resistance than WPUA films.
Key words:  waterborne polyurethane-acrylate    graphene oxide    SiO2    heat resistance
收稿日期:  2020-10-13      修回日期:  2021-07-06           出版日期:  2021-09-20
ZTFLH:  TQ323.8  
基金资助: 国际科技合作计划项目(2020KW-025);西安市科技计划项目(2020KJRC0004);陕西省技术创新引导专项(2020CGXNG-016);陕西省重点研发计划(2021GY-237)
通讯作者:  赖小娟(1984-),女,博士,教授,研究方向为功能高分子材料,通讯联系人,3578466@163.com    E-mail:  3578466@163.com
作者简介:  马懿卿(1966-),男,本科,高级工程师,研究方向为功能高分子材料,xymyt@126.com
引用本文:    
马懿卿, 冯新根, 马清杰, 张瑶, 王磊, 赖小娟, 张引引. 氧化石墨烯/SiO2复合材料改性水性聚氨酯的制备及性能研究[J]. 现代化工, 2021, 41(9): 96-100.
MA Yi-qing, FENG Xin-gen, MA Qing-jie, ZHANG Yao, WANG Lei, LAI Xiao-juan, ZHANG Yin-yin. Preparation of graphene oxide/SiO2 modified waterborne polyurethane and study on its properties. Modern Chemical Industry, 2021, 41(9): 96-100.
链接本文:  
https://www.xdhg.com.cn/CN/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.09.020  或          https://www.xdhg.com.cn/CN/Y2021/V41/I9/96
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