对聚氨粘土纳米复合材料涂层尼龙改善的气体屏障性能的洞察:一项固态NMR研究
Srinivas Chinthalapalli1, Bhuvaneswari Soundiraraju2, Srirangam Siripothu3
1Analytical and Spectroscopy Division, Analytical, Spectroscopy and Ceramics Group, PCM Entity, Vikram Sarabhai Space Centre (VSSC), Thiruvananthapuram 695022, India.
ACS omega
|November 29, 2023
概括
聚氨 (PU) 纳米复合材料含有0.5%重量%的粘土,由于粘土分散性更好,因此显示出更好的气体屏障特性. 固态NMR和SEM证实了PU-粘土矩阵中增强的脱皮和相互作用.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 聚合物科学 聚合物科学
- 纳米技术 纳米技术
背景情况:
- 用聚氨 (PU) 涂层的尼龙织物用于其屏障特性.
- 提高气体屏障性能对于材料应用至关重要.
- 了解材料结构和屏障特性之间的关系是关键.
研究的目的:
- 调查PU粘土纳米复合材料涂层尼龙织物的增强气体屏障性能的原因.
- 为了探测有机改性蒙莫里隆尼特 (MMT) 粘土和PU矩阵之间的相互作用.
- 为了将材料分散与气体屏障性能相关联.
主要方法:
- 固态核磁共振 (SS NMR) 光谱测量质子自旋晶格放松时间 (T1H, para) 在PU.
- 场发射扫描电子显微镜 (FE-SEM) 用于分析粘土分散和剥落.
- 涂层尼龙织物的气体屏障性能测试.
主要成果:
- 较低的T1H,参数值表明PU矩阵中的粘土分散性更好.
- 0.5重量%的PU粘土显示T1H最低,为 (6.4秒),表明最佳相互作用.
- FE-SEM证实了0.5%重量%的PU-粘土纳米复合材料中优异的粘土脱皮.
- 0.5%重量的PU粘土涂层织物表现出最好的气体屏障性能 (2300毫升/m2/天).
结论:
- PU-粘土纳米复合材料的增强气体屏障特性归因于在PU矩阵内改善的粘土分散和脱皮.
- 固态NMR是一种有效的工具,用于探测聚合物-粘土相互作用和预测材料性能.
- 最佳的粘土负载 (0.5重量%) 显著提高了PU涂层尼龙织物的屏障性能,与整洁的PU或更高的粘土负载相比.
