Le polyuréthane à base d'eau est un nouveau type de système polyuréthane qui utilise de l'eau au lieu de solvants organiques comme agent dispersant. Il présente les avantages d'une absence de pollution, de sécurité et de fiabilité, d'excellentes propriétés mécaniques, d'une bonne compatibilité et d'une modification facile.
Cependant, les matériaux polyuréthanes souffrent également d’une mauvaise résistance à l’eau, à la chaleur et aux solvants en raison du manque de liaisons de réticulation stables.
Par conséquent, il est nécessaire d’améliorer et d’optimiser les différentes propriétés d’application du polyuréthane en introduisant des monomères fonctionnels tels que le fluorosilicone organique, la résine époxy, l’ester acrylique et les nanomatériaux.
Parmi eux, les matériaux polyuréthanes modifiés par des nanomatériaux peuvent améliorer considérablement leurs propriétés mécaniques, leur résistance à l'usure et leur stabilité thermique. Les méthodes de modification comprennent la méthode composite d'intercalation, la méthode de polymérisation in situ, la méthode de mélange, etc.
Nano Silice
SiO2 a une structure de réseau tridimensionnelle, avec un grand nombre de groupes hydroxyles actifs à sa surface. Il peut améliorer les propriétés globales du composite après avoir été combiné avec du polyuréthane par liaison covalente et force de Van der Waals, telles que la flexibilité, la résistance aux hautes et basses températures, la résistance au vieillissement, etc. Guo et al. polyuréthane modifié au nano-SiO2 synthétisé à l'aide d'une méthode de polymérisation in situ. Lorsque la teneur en SiO2 était d'environ 2 % (en poids, fraction massique, identique ci-dessous), la viscosité au cisaillement et la résistance au pelage de l'adhésif ont été fondamentalement améliorées. Par rapport au polyuréthane pur, la résistance aux températures élevées et la résistance à la traction ont également légèrement augmenté.
Oxyde de zinc nano
Le Nano ZnO possède une résistance mécanique élevée, de bonnes propriétés antibactériennes et bactériostatiques, ainsi qu'une forte capacité à absorber le rayonnement infrarouge et une bonne protection contre les UV, ce qui le rend adapté à la fabrication de matériaux dotés de fonctions spéciales. Awad et coll. a utilisé la méthode des nanopositons pour incorporer des charges de ZnO dans le polyuréthane. L’étude a révélé qu’il existait une interaction d’interface entre les nanoparticules et le polyuréthane. L'augmentation de la teneur en nano ZnO de 0 à 5 % a augmenté la température de transition vitreuse (Tg) du polyuréthane, ce qui a amélioré sa stabilité thermique.
Nanocarbonate de calcium
La forte interaction entre le nano CaCO3 et la matrice améliore considérablement la résistance à la traction des matériaux polyuréthane. Gao et coll. d'abord modifié le nano-CaCO3 avec de l'acide oléique, puis préparé du polyuréthane/CaCO3 par polymérisation in situ. Les tests infrarouges (FT-IR) ont montré que les nanoparticules étaient uniformément dispersées dans la matrice. Selon des tests de performances mécaniques, il a été constaté que le polyuréthane modifié avec des nanoparticules présente une résistance à la traction supérieure à celle du polyuréthane pur.
Graphène
Le graphène (G) est une structure en couches liée par des orbitales hybrides SP2, qui présente une excellente conductivité, conductivité thermique et stabilité. Il a une résistance élevée, une bonne ténacité et est facile à plier. Wu et coll. nanocomposites Ag/G/PU synthétisés, et avec l'augmentation de la teneur en Ag/G, la stabilité thermique et l'hydrophobie du matériau composite ont continué à s'améliorer, et les performances antibactériennes ont également augmenté en conséquence.
Nanotubes de carbone
Les nanotubes de carbone (CNT) sont des nanomatériaux tubulaires unidimensionnels reliés par des hexagones et font actuellement partie des matériaux ayant un large éventail d'applications. En utilisant ses propriétés composites de haute résistance, de conductivité et de polyuréthane, la stabilité thermique, les propriétés mécaniques et la conductivité du matériau peuvent être améliorées. Wu et coll. introduit les NTC par polymérisation in situ pour contrôler la croissance et la formation de particules d'émulsion, permettant aux NTC d'être uniformément dispersés dans la matrice de polyuréthane. Avec l’augmentation de la teneur en NTC, la résistance à la traction du matériau composite a été grandement améliorée.
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Heure de publication : 10 janvier 2025