O poliuretano à base de água é um novo tipo de sistema de poliuretano que utiliza água em vez de solventes orgânicos como meio dispersante. Tem as vantagens de não haver poluição, segurança e confiabilidade, excelentes propriedades mecânicas, boa compatibilidade e fácil modificação.
No entanto, os materiais de poliuretano também sofrem de fraca resistência à água, resistência ao calor e resistência a solventes devido à falta de ligações de reticulação estáveis.
Portanto, é necessário melhorar e otimizar as diversas propriedades de aplicação do poliuretano através da introdução de monômeros funcionais como fluorosilicone orgânico, resina epóxi, éster acrílico e nanomateriais.
Entre eles, os materiais de poliuretano modificados com nanomateriais podem melhorar significativamente suas propriedades mecânicas, resistência ao desgaste e estabilidade térmica. Os métodos de modificação incluem método composto de intercalação, método de polimerização in situ, método de mistura, etc.
Nano Sílica
O SiO2 possui uma estrutura de rede tridimensional, com um grande número de grupos hidroxila ativos em sua superfície. Pode melhorar as propriedades abrangentes do compósito após ser combinado com poliuretano por ligação covalente e força de van der Waals, como flexibilidade, resistência a altas e baixas temperaturas, resistência ao envelhecimento, etc. poliuretano modificado com nano-SiO2 sintetizado usando método de polimerização in situ. Quando o teor de SiO2 era de cerca de 2% (peso, fração de massa, o mesmo abaixo), a viscosidade de cisalhamento e a resistência ao descascamento do adesivo foram fundamentalmente melhoradas. Em comparação com o poliuretano puro, a resistência a altas temperaturas e a resistência à tração também aumentaram ligeiramente.
Óxido de Nano Zinco
Nano ZnO possui alta resistência mecânica, boas propriedades antibacterianas e bacteriostáticas, além de forte capacidade de absorção de radiação infravermelha e boa proteção UV, tornando-o adequado para a fabricação de materiais com funções especiais. Awad et al. usou o método nano pósitron para incorporar cargas de ZnO em poliuretano. O estudo constatou que houve uma interação de interface entre as nanopartículas e o poliuretano. Aumentar o teor de nano ZnO de 0 para 5% aumentou a temperatura de transição vítrea (Tg) do poliuretano, o que melhorou sua estabilidade térmica.
Carbonato de nanocálcio
A forte interação entre o nano CaCO3 e a matriz aumenta significativamente a resistência à tração dos materiais de poliuretano. Gao et al. primeiro modificou nano-CaCO3 com ácido oleico e depois preparou poliuretano/CaCO3 por meio de polimerização in situ. Testes infravermelhos (FT-IR) mostraram que as nanopartículas estavam uniformemente dispersas na matriz. De acordo com testes de desempenho mecânico, constatou-se que o poliuretano modificado com nanopartículas apresenta maior resistência à tração que o poliuretano puro.
Grafeno
O grafeno (G) é uma estrutura em camadas ligada por orbitais híbridos SP2, que apresenta excelente condutividade, condutividade térmica e estabilidade. Possui alta resistência, boa tenacidade e é fácil de dobrar. Wu et al. nanocompósitos Ag/G/PU sintetizados, e com o aumento do teor de Ag/G, a estabilidade térmica e a hidrofobicidade do material compósito continuaram a melhorar, e o desempenho antibacteriano também aumentou de acordo.
Nanotubos de carbono
Nanotubos de carbono (CNTs) são nanomateriais tubulares unidimensionais conectados por hexágonos, e atualmente são um dos materiais com ampla gama de aplicações. Ao utilizar suas propriedades de alta resistência, condutividade e compósito de poliuretano, a estabilidade térmica, as propriedades mecânicas e a condutividade do material podem ser melhoradas. Wu et al. introduziu CNTs por meio de polimerização in-situ para controlar o crescimento e a formação de partículas de emulsão, permitindo que os CNTs fossem uniformemente dispersos na matriz de poliuretano. Com o aumento do conteúdo de CNTs, a resistência à tração do material compósito melhorou bastante.
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Horário da postagem: 10 de janeiro de 2025