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基于石油原料的有限性和发展环境友好产品的要求,研究以可再生资源为原料制备绿色可降解的聚合物材料正逐渐引起人们的重视。植物油基聚合物由于其本身的独特结构所具有的的性能和良好的环境可持续性吸引了很多的关注。其中植物油基聚氨酯(PU)材料具有可以媲美石油基聚氨酯的优异的弹性、耐磨性、柔韧性、耐腐蚀性等,得到了广泛的研究及应用。环氧树脂(EP)具有良好的化学相容性、优异而广泛的实用性以及合理的成本,使其被应用于众多的工业领域。但由于环氧树脂本身的结构特性导致冲击强度低,脆性大,在某些方面的应用有所限制。因此,需要对环氧树脂进行增韧改性处理,提高环氧树脂的韧性,使其具有更优异的力学性能。凹凸棒土(ATT)作为一种天然的纳米材料,具有特殊的结构和性能,可以直接或经过改性处理之后用来对聚合物进行增强作用,提高聚合物材料的强度。本文采用具有良好生物特性的大豆油基多元醇制备大豆油基聚氨酯预聚体(PU),与环氧树脂(EP)形成互穿聚合物网络(IPN),利用聚氨酯特有的柔韧性对脆性大、冲击强度低的环氧树脂进行增韧改性,通过改变大豆油基基聚氨酯和环氧树脂的比例,探究了大豆油基聚氨酯对环氧树脂的增韧效果的影响。然后,在PU/EP IPN的基体中,引入表面改性的凹凸棒土(ATT),制备了IPN/KH570-ATT复合纳米材料,对IPN热学性能、力学性能和微观形貌进行了表征,研究了不同加入量的KH570-ATT对IPN的结构以及性能的影响。对于大豆油基PU/EP IPN而言,FT-IR结果显示环氧大豆油与甲醇成功进行开环反应得到大豆油基多元醇,基于大豆油基多元醇制备大豆油基聚氨酯预聚体,对于大豆油基聚氨酯/EP IPN结构,FT-IR结果显示大豆油基聚氨酯预聚体中剩余的-NCO特征吸收峰2252Cm-1在IPN中消失不见,说明PU预聚体和EP之间形成了互穿网络结构。DSC和DMA结果说明IPN中聚氨酯的比例增加,Tg下降。另外DMA结果还说明IPN的阻尼性能要优于EP,加入PU可以大幅增加EP的有效阻尼温度范围,增加tanδ对温度积分的面积,提高EP的阻尼性能。拉伸测试表明,PU的加入可以显著提高EP的韧性,降低EP的拉伸强度和杨氏模量,同时断裂伸长率也得到明显的增大。SEM结果说明,IPN呈现出海-岛结构,近球状的PU粒子分散在EP基质中,可以分散、吸收外来的应力,提升整个体系的韧性,说明PU对EP的增韧取得了很好的效果。对于大豆油基PU/EP IPN/KH570-ATT纳米复合材料而言,首先对有机改性的ATT进行了表征。结果表明KH570对ATT的改性取得了很好的效果,ATT表面接枝效率较高且不影响ATT的晶体结构,在ATT表面形成Si-O-Si结构。从SEM图中可以看出KH570-ATT表面与ATT相比包裹着硅烷偶联剂,棒晶直径变粗。对于IPN/KH570-ATT复合材料体系,DMA结果表明,KH570-ATT的加入可以对IPN产生增强作用,提高IPN的Tg,当KH570-ATT含量为0.5wt%时,IPN/KH570-ATT有较好的阻尼性能,KH570-ATT加入量增大,复合材料的阻尼性能下降。力学测试表明,少量KH570-ATT的加入提高了IPN的拉伸强度和断裂伸长率,然而,随着KH570-ATT加入量的增多,IPN的拉伸强度又呈现下降的趋势,IPN/KH570-ATT的杨氏模量在断裂伸长率最小时(0.5wt%)达到最小值,然后随着KH570-ATT加入量的增加而一直增大。SEM图片表明KH570-ATT加入量增多时,由于KH570-ATT棒状结构的存在使其有团聚倾向,会导致IPN的力学性能下降。