El poliuretano a base de agua es un nuevo tipo de sistema de poliuretano que utiliza agua en lugar de disolventes orgánicos como medio dispersante. Tiene las ventajas de no contaminación, seguridad y confiabilidad, excelentes propiedades mecánicas, buena compatibilidad y fácil modificación.
Sin embargo, los materiales de poliuretano también adolecen de poca resistencia al agua, al calor y a los disolventes debido a la falta de enlaces entrecruzados estables.
Por lo tanto, es necesario mejorar y optimizar las diversas propiedades de aplicación del poliuretano mediante la introducción de monómeros funcionales como fluorosilicona orgánica, resina epoxi, éster acrílico y nanomateriales.
Entre ellos, los materiales de poliuretano modificado con nanomateriales pueden mejorar significativamente sus propiedades mecánicas, resistencia al desgaste y estabilidad térmica. Los métodos de modificación incluyen el método compuesto de intercalación, el método de polimerización in situ, el método de mezcla, etc.
Nano sílice
El SiO2 tiene una estructura de red tridimensional, con una gran cantidad de grupos hidroxilo activos en su superficie. Puede mejorar las propiedades integrales del compuesto después de combinarlo con poliuretano mediante enlace covalente y fuerza de van der Waals, como flexibilidad, resistencia a altas y bajas temperaturas, resistencia al envejecimiento, etc. Guo et al. Poliuretano modificado con nano-SiO2 sintetizado mediante el método de polimerización in situ. Cuando el contenido de SiO2 era aproximadamente 2 % (peso, fracción de masa, lo mismo a continuación), la viscosidad al cizallamiento y la resistencia al despegado del adhesivo mejoraron fundamentalmente. En comparación con el poliuretano puro, la resistencia a altas temperaturas y la resistencia a la tracción también han aumentado ligeramente.
Nanoóxido de zinc
Nano ZnO tiene una alta resistencia mecánica, buenas propiedades antibacterianas y bacteriostáticas, así como una gran capacidad para absorber la radiación infrarroja y una buena protección contra los rayos UV, lo que lo hace adecuado para fabricar materiales con funciones especiales. Awad et al. utilizó el método de nanopositrones para incorporar cargas de ZnO en poliuretano. El estudio encontró que existía una interacción de interfaz entre las nanopartículas y el poliuretano. El aumento del contenido de nano ZnO del 0 al 5 % aumentó la temperatura de transición vítrea (Tg) del poliuretano, lo que mejoró su estabilidad térmica.
Nanocarbonato de calcio
La fuerte interacción entre el nano CaCO3 y la matriz mejora significativamente la resistencia a la tracción de los materiales de poliuretano. Gao et al. Primero modificó nano-CaCO3 con ácido oleico y luego preparó poliuretano/CaCO3 mediante polimerización in situ. Las pruebas de infrarrojos (FT-IR) mostraron que las nanopartículas estaban uniformemente dispersas en la matriz. Según pruebas de desempeño mecánico, se encontró que el poliuretano modificado con nanopartículas tiene mayor resistencia a la tracción que el poliuretano puro.
Grafeno
El grafeno (G) es una estructura en capas unida por orbitales híbridos SP2, que exhibe una excelente conductividad, conductividad térmica y estabilidad. Tiene alta resistencia, buena tenacidad y es fácil de doblar. Wu et al. nanocompuestos sintetizados de Ag/G/PU, y con el aumento del contenido de Ag/G, la estabilidad térmica y la hidrofobicidad del material compuesto continuaron mejorando, y el rendimiento antibacteriano también aumentó en consecuencia.
Nanotubos de carbono
Los nanotubos de carbono (CNT) son nanomateriales tubulares unidimensionales conectados mediante hexágonos, y actualmente son uno de los materiales con una amplia gama de aplicaciones. Al utilizar sus propiedades compuestas de poliuretano de alta resistencia, conductividad y, se puede mejorar la estabilidad térmica, las propiedades mecánicas y la conductividad del material. Wu et al. introdujo CNT mediante polimerización in situ para controlar el crecimiento y la formación de partículas de emulsión, lo que permitió que los CNT se dispersaran uniformemente en la matriz de poliuretano. Con el creciente contenido de CNT, la resistencia a la tracción del material compuesto ha mejorado enormemente.
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Hora de publicación: 10 de enero de 2025