导电导热聚氨酯涂层的制备及性能研究开题报告

 2021-08-08 12:08

全文总字数:2697字

1. 研究目的与意义

聚氨酯(PU)材料的性能可高度调节,因而在诸多领域被广泛应用。

本研究主要着重于聚氨酯材料的导电性能及导热性能的提升,总结了目前导电聚氨酯及导热聚氨酯材料的发展状况及最新研究进展,讨论各种制备工艺对材料的综合性能的影响,并讨论了各种制备工艺所存在的问题。

同时,设计相关实验,以水性聚氨酯(WPU)为聚合物基体,分别以石墨浆料与碳纳米管(CNT)为填料,制备导电聚氨酯涂层;以氮化硼(BN)与钛白粉为填料,制备导热聚氨酯涂层,并展开相关性能研究。

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2. 国内外研究现状分析

程芳华等以TPU作为基体,CNT为填料,用湿法纺丝工艺制备出了柔性导电纳米复合纤维。SEM观察显示本方法可在柔性纳米纤维中构建良好的CNTs导电网络,该纤维具备良好的电导率(0.64 S/m),高的强度(9.81MPa)和高的断裂伸长率(487%)。

常青等通过处理制得MWCNTs/PU导电纤维,以此探讨了 N, N- 二甲基乙酰胺( DMAc)与乙醇的体积比和 MWCNTs的浓度对纤维性能的影响。结果表明MWCNTs/PU导电纤维的电导率可达到3 S/m;当纤维的伸长率达200%时仍可保持良好的导电性、热稳定性和机械性能。

Wu等以WPU、MWNT和聚3,4-乙烯二氧噻吩:聚苯乙烯磺酸钠(PEDOT:PSS)制成电热复合材料,结果表明最佳配料比时,复合材料室温下电导率平均为13826S/m,赛贝克系数平均为10/μv/K。

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3. 研究的基本内容与计划

1 实验材料

试剂名称

规格

PU-1618

固含量40%

PU-1605

固含量38%

石墨浆料

固含量4%

碳纳米管

固含量7.5%

氮化硼

分析纯

钛白粉

分析纯

BYK-346流平剂

分析纯

BYK-154分散剂

分析纯

BYK-024消泡剂

分析纯

固化剂A01

分析纯

2 实验设备与仪器

仪器名称

型号规格

电子分析天平

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高速乳化剪切机

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真空干燥箱

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粒径分析仪

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扫描电子显微镜

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盐雾试验箱

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紫外-可见分光光度计

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X射线衍射分析仪

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表面电阻测试仪

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导热系数测定仪

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附着力测试仪

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3 实验方案设计

1、分别将石墨浆料、碳纳米管、氮化硼及钛白粉先用高速乳化剪切机进行乳化分散,再加入WPU,及固化剂、流平剂、分散剂和消泡剂,继续用高速乳化剪切机进行乳化分散。找到最佳配比,分别得到石墨/PU、碳纳米管/PU、 氮化硼/PU及钛白粉/PU。

2、将所得乳液用洁净的玻璃棒在光滑、洁净的环氧树脂板上刮涂,静置后放入烘箱一定时间,得到导电、导热聚氨酯涂层。

3、表征各项性能。

计划:第1-4周:查阅相关文献,

第4-8周:确定涂料制备方法。

第8-12周:涂膜并进行表征。

第12-16周:对实验进行反思,书写毕业论文。

4. 研究创新点

此研究在导热聚氨酯和导电聚氨酯的制备及性能研究之上,还对聚氨酯涂膜其他性能进行表征,同时,将聚氨酯的导电性能和导热性能相结合,在确定提升其性能的最佳配比后,更对导电导热聚氨酯涂料的制备提出更高的要求。

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