Polyurethane composites with nanosilica modified with isocyanate groups

Abstract

Kompozyty poliuretanowe z nanokrzemionk¹ modyfikowan¹ grupami izocyjanianowymi Streszczenie-W procesie polimeryzacji wytworzono in situ nanokompozyty z osnow¹ poliureta-now¹ nape³niane niemodyfikowan¹ lub modyfikowan¹ grupami NCO nanokrzemionk¹. Wymiary nanocz¹stek analizowano na podstawie zmian poziomu potencja³u Zeta. Przy u¿yciu metody HR SEM obserwowano strukturê otrzymanych cz¹stek nanokrzemionki a tak¿e strukturê kompozytów oceniaj¹c stopieñ zdyspergowania nanonape³niacza w osnowie. Budowê nanokompozytów potwierdzono widmami FT-IR oraz metod¹ DSC. Oznaczono temperaturê zeszklenia, badano zale¿nooeae odpornooeci na zu¿ycie oecierne, k¹ta zwil¿ania, gêstooeci, a tak¿e w³aoeciwooeci wytrzyma³ooeciowych uzyskiwanych materia³ów od udzia³u i rodzaju u¿ytej nanokrzemionki. Wprowadzenie do osnowy z PUR nanonape³niacza ogranicza separacjê fazow¹ segmentów giêtkich i sztywnych w poliuretanie. Korzystne ze wzglêdu na wytrzyma³ooeae mechaniczn¹ jest nape³nianie PUR 1 lub 2 % mas. nanokrzemionki, w takich warunkach wzrasta równie¿ odpornooeae na oecieranie wytwarzanych materia³ów. S³owa kluczowe: nanokompozyt, poliuretan, nanokrzemionka, funkcjonalizacja powierzchni, grupy izocyjanianowe, w³aoeciwooeci, zu¿ycie oecierne. POLYURETHANE COMPOSITES WITH NANOSILICA MODIFIED WITH ISOCYANATE GROUPS Summary-Nanocomposites with polyurethane matrix filled with non-modified silica or silica modified with isocyanate groups were prepared in situ, in polymerization processes. Nanoparticles dimensions were evaluated on the basis of Zeta potential changes (Fig. 2, 3). The structures of nanosilica (Fig. 1) and nanocomposites obtained (Fig. 7, 8) were observed using HR SEM method. The degree of nanofiller distribution in the matrix was evaluated (Fig. 6). The structures of nanocomposites were confirmed by FT-IR spectra (Fig. 4, 5) and DSC method (Fig. 9, 10). Glass transition temperature has been determined (Fig. 11). The effects of the type and amount of silica used on abrasion resistance, contact angle, density and tensile properties of the materials obtained (Fig. 12-17, Table 1) were investigated. An introduction of nanofiller to PUR matrix limits the phase separation of soft and hard segments in polyurethane. Filling of PUR with 1 or 2 wt. % of nanosilica improves mechanical strength of polyurethanes as well as their abrasion resistance.

Structure and mechanical properties of low‐density polyethylene/spherical silica nanocomposites prepared by melt mixing: The joint action of silica's size, functionality, and compatibilizer

“…LDPE has a melt flow rate (MFR) of 2.2 g/10 min (ISO 1133). Neat (SGS) and modified (having surface amine functional groups) SGS (SGS‐A) nanoparticles synthesized according to the previously reported sol‐gel process7, 12, 17, 18 were used as a nanofiller. In brief, silica was prepared as follows, ethyl alcohol (absolute, reagent grade), POCh S.A., Poland; aqueous ammonia (reagent grade, 25 wt %, d = 0.91 g/cm 3 ), POCh S.A., Poland; and distilled water were mixed to obtain the reaction mixture.…”

Effect of the content of rigid segments on the properties of polycarbonate urethanes for use in intervertebral disc implants

“…segmentów sztywnych, nie wykazuj¹ toksycznooeci w oerodowisku tkanek w badaniu in vitro. Wytworzone PUR przeznaczone na materia³ implantów IKM cechuje du¿a odpornooeae na zu¿ycie oecierne, ma³e odkszta³cenie trwa³e, dobra wytrzyma³ooeae, zbli-¿ona do wytrzyma³ooeci naturalnego dysku [27] i korzystne w³aoeciwooeci powierzchni. Najlepszym do tego rodzaju aplikacji materia³em jest poliuretan HM2, m.in.…”

Polycarbonate urethane nanocomposites with nanosilica for implants of the intervertebral disc

“…Uzyskano nanokompozyty na osnowie ró¿ni¹cej siê d³ugooeci¹ ³añcucha, wynikaj¹c¹ z u¿ycia oligowêglanodiolu o ró¿nej masie molowej: OWD1534 lub OWD1750. Zawartooeae na-pe³niacza, okreoelona na podstawie wczeoeniej przeprowadzonych badañ [13], w obu przypadkach by³a taka sama i wynosi³a 0,5 % masy wszystkich sk³adników. Kompozyty oznaczono, odpowiednio, Kompozyt 1534 i Kompozyt 1750.…”

“…Pierwsz¹ grupê stanowi¹ kompozyty otrzymane w wyniku mieszania sk³adników [11,12], w przypadku których wystê-puj¹ s³abe oddzia³ywania chemiczne lub jedynie adhezyjne, pomiêdzy osnow¹ i nape³niaczem. Druga grupa to kompozyty, w których miêdzy fazami organiczn¹ i nieor-ganiczn¹ wystêpuj¹ silne wi¹zania chemiczne [13].…”