硬脂酸表面包覆对热塑性聚氨酯基体稀土防辐射材料性能的影响

塑料工业

CH I N A P LASTI CS I N DUST RY

第38卷第6期

2010年6月

3长江学者和创新团队发展计划资助基金(I RT0807),国家十一五支撑项目(2006BAE03B )33联系人L iul2001cn@yahoo 1com 1cn

作者简介:原小路,男,1984年生,硕士研究生,主要从事稀土防辐射材料的研究。yuanxiaolu001@1261com 硬脂酸表面包覆对热塑性聚氨酯基体稀土防辐射

材料性能的影响

3

原小路

1,2

,胡　水

1,2

,张法忠

1,2

,温世鹏

1,2

,刘　力

1,2,33

(1.北京化工大学北京市新型高分子材料制备与加工重点实验室,北京100029;

2.北京化工大学碳及功能高分子材料教育部重点实验室,北京100029)

摘要:将硬脂酸(S A )溶于热乙醇溶液包覆于稀土盐(Ln )粉体表面,改性后的稀土盐粉体和热塑性聚氨酯

(TP U )共混制得防辐射复合材料,研究了硬脂酸对稀土盐粉体的改性作用。采用红外光谱、接触角、扫描电镜测试

表征了硬脂酸的改性效果,并且系统研究了不同硬脂酸表面改性用量下对高稀土粉体填充的热塑性聚氨酯材料力学性能的影响。最终结果表明,适量硬脂酸的包裹改性,提高了复合材料的力学强度。当硬脂酸的添加量为115g/(100g

Ln )时,复合材料的力学强度达到最优。

关键词:硬脂酸;稀土;热塑性聚氨酯;力学强度

中图分类号:T Q32318 文献标识码:A 文章编号:1005-5770(2010)06-0052-04

Effect of Surface M od i f i ca ti on of SA on M echan i ca l Properti es of Ln /TPU

Y UAN Xiao 2lu

1,2

,HU Shui 1,2,Z HANG Fa 2zhong 1,2,W E N Shi 2peng 1,2,L IU L i

1,2

(1.Key Laborat ory of Beijing City on Preparati on and Pr ocessing of Novel Poly merMaterials,Beijing University of

Che m ical Technol ogy,Beijing 100029,China;

2.Key Laborat ory of Carbon Fiber and Functi onal Poly mer,M inistry

of Educati on,Beijing University of Che m ical Technol ogy,Beijing 100029,China )

Abstract:The rare earth (Ln )was encap sulated by stearic acid (S A ),dis persed in hot alcohol s olu 2ti on,and blended with TP U and got the anti 2radiati on composite materials .

The modificati on effect of S A on

the Ln powder was investigated by FT 2I R,SE M ,and contact angle,meanwhile the different mass rati o of S A surface modifier on the mechanical p r operty of the TP U filled by Ln powder was studied,which de monstrated that the p r oper S A coating and modificati on could i m p r ove the mechanical perfor mance of TP U composite .W hen the rati o of S A was 115g/(100g Ln ),the composite mechanical strength was op ti m u m.

Keywords:S A;Ln;TP U;Mechanical Pr operty

在当今防X 射线辐射领域,传统的铅材料由于

其具有毒性、密度高以及存在弱的X 射线吸收区[1]

已经不能完全满足人们对于不同防辐射场合和防辐射条件的要求。稀土元素由于特殊的电子结构,具有一定的防X 射线性能,成为部分取代和完全替代铅的

新型防辐射材料被越来越多的关注和研究[2-4]

。

本课题组长期从事稀土复合材料的研究[5-7]

。稀土的含量决定了材料的防辐射强度,高稀土含量提高了防辐射强度,但同时降低了材料整体的力学性能。在满足防辐射性能的要求下,高稀土填充量复合材料力学性能的提升成为研究的重点。本实验中采用硬脂

酸对高填充量的稀土无机填料进行表面包覆,使其在基体材料热塑性聚氨酯中减少团聚,得到更好的分散,从而提高材料整体的力学强度。系统研究了硬脂酸添加量对于复合材料力学性能的影响,分析了其增强原理。

1　实验部分

111　实验原料

碳酸镧(Ln ):工业级,包头稀土有限公司;热塑性聚氨酯(TP U ):9380A,德国拜耳公司;硬脂酸(S A ):市售品;抗氧剂1010:市售品。

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