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合成纸,又称塑料纸或薄膜纸,是以高分子树脂和无机填料为主要原料,并添加多种助剂,利用高分子界面化学原理和无机矿物质填充改性技术,经特殊加工工艺制备而成的具有塑料和纸张特征的多功能用纸。合成纸是一种塑料新型产品,具有与植物纤维纸同样的书写性和印刷性效果,并且拥有比重轻、强度大、抗撕裂、耐候性、耐折和经久耐用等特点。本文以热塑性聚氨酯(Thermoplastic Polyurethane,TPU)材料和碳酸钙(Ca CO3)、无机阻燃剂等为主要原料,通过湿法转相技术和无机矿物质填充改性技术,成功制备了新型聚氨酯基合成纸。利用现代分析测试手段对合成纸的表面形貌和微观结构、力学性能、阻燃性、热稳定性等进行了研究,并对其吸水性、吸墨性、书写性和印刷性、耐水浸性等性能进行了分析。利用单因素实验,探讨了Ca CO3含量对合成纸性能的影响。SEM观察发现,合成纸的表面和截面孔洞内分散着Ca CO3颗粒,当Ca CO3含量过高时出现了团聚现象;随着Ca CO3含量的增加,合成纸的拉伸强度和断裂伸长率降低,但极限氧指数值呈现了一定增大的趋势,且吸水性和吸墨性也明显提升。另外,耐水浸实验发现,书写的合成纸样品放入清水中浸泡一个月以后,字迹依然清晰可见。结果表明,当Ca CO3含量为60 wt%时,合成纸的综合性能最好。在此基础上,又进一步探讨了固含量对合成纸性能的影响。SEM观察发现,固含量较高时,合成纸表面Ca CO3颗粒出现团聚现象,且其内部变得更加致密;随着固含量的增大,合成纸的拉伸强度增大,但断裂伸长率、吸水率、墨水接触角和吸墨率减小。实验结果分析可得,当固含量为40 wt%时,合成纸的综合性能最好。实验结果表明,当Ca CO3含量为60 wt%、固含量为40 wt%时,合成纸不仅具有较好的力学性能、吸水性和吸墨性,而且具有良好的书写性和印刷性、耐水浸性。选用不同的阻燃剂制备了阻燃型聚氨酯基合成纸,并对其性能进行了研究。SEM观察发现,阻燃纸表面分散着Ca CO3和阻燃剂颗粒,当选用三种阻燃剂(Al(OH)3、APP和Sb2O3)复合时,阻燃纸表面出现未分散开的团状颗粒,说明阻燃剂的分散性差;以APP和Sb2O3为复合阻燃剂制备的阻燃纸,力学性能、吸水性和吸墨性均较好,阻燃性能最好,并具有良好的书写性和印刷性。本文制备的新型聚氨酯基合成纸,不仅具有良好的书写性和印刷性,而且具有一定的耐水浸性、阻燃性。在户外广告用纸、办公用纸、图书档案用纸、阻燃墙纸、烟花用纸和特种用纸等方面,必将具有广泛的用途。本研究不仅开拓了聚氨酯材料的应用领域,还为有机/无机复合材料的发展提供了借鉴意义。