半有機(jī)晶體復(fù)合粒子對聚醚型聚氨酯彈性體改性的協(xié)同作用.pdf

1、聚氨酯彈性體（PU）材料具有較高的強(qiáng)度、耐溶劑性和優(yōu)異的耐磨性，且硬度范圍寬，配方設(shè)計(jì)靈活，因而被廣泛應(yīng)用。聚醚型聚氨酯軟鏈段的聚醚多元醇結(jié)構(gòu)中的醚基和硬鏈段的氨酯羰基都會與硬鏈段的胺基形成氫鍵，影響 PU體系的微相分離，這正是聚氨酯力學(xué)性能較好的微觀因素，從而表現(xiàn)為更好的宏觀性能。
　　甘氨酸類半有機(jī)晶體是具有熱釋電效應(yīng)的一類特殊材料，其表面含有的-NH2可作為供氫基團(tuán)與 PU結(jié)構(gòu)中的醚基、羰基相互作用形成氫鍵，從而影響到 PU

2、的微觀形態(tài)和宏觀性能；無機(jī)納米粒子通常有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和較大的表面積，與PU鏈段之間會產(chǎn)生物理或化學(xué)結(jié)合，一方面影響到PU的微觀形態(tài)和微相分離，另一方面，形成復(fù)合材料。
　　本文選用以聚四亞甲基醚二醇（PTMG）、2,4-甲苯二異氰酸酯(TDI-100)、二甲硫基甲苯二胺(DMTDA，E-300)為原料，13X分子篩、氣相 SiO2、烯丙醇聚氧乙烯醚（APEG）分別與甘氨酸-溴化鈣半有機(jī)晶體復(fù)合（簡稱復(fù)合粒子）作為改性劑，采用預(yù)聚體法

3、制備 PU復(fù)合材料，并通過力學(xué)性能測試、差熱掃描分析（DSC）、動態(tài)機(jī)械法（DMA）、傅里葉紅外（FTIR）、熱重分析（TGA）和原子力顯微鏡掃描（AFM）考察了PU的宏觀性能和微觀形態(tài)的變化。
　　結(jié)果表明，PU復(fù)合材料的力學(xué)性能發(fā)生顯著變化，其中耐撕裂強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度相比于純 PU有大幅度提高，并隨著復(fù)合粒子添加量的增加呈現(xiàn)一定的規(guī)律性。FTIR分析顯示，復(fù)合粒子加入后，PU體系內(nèi)羰基區(qū)、胺基區(qū)的特征峰發(fā)生紅移，體系內(nèi)氫鍵化的羰

4、基和胺基數(shù)量增多，提高了PU體系內(nèi)硬鏈段的氫鍵度。TGA分析顯示，復(fù)合粒子改善了PU的耐熱性能。DMA結(jié)果顯示，復(fù)合粒子的加入使得PU的儲能模量明顯升高，說明體系內(nèi)硬鏈段結(jié)晶度增大，且在60℃以上也高于純 PU，復(fù)合材料耐熱性能更好；PU復(fù)合材料耗能模量減小且玻璃化轉(zhuǎn)變溫度降低，說明PU復(fù)合材料內(nèi)生熱減少微相分離效果更好。
　　DSC分析結(jié)果顯示硬鏈段的結(jié)晶熔融峰面積增大峰溫升高，說明 PU體系內(nèi)硬鏈段結(jié)晶增多，復(fù)合粒子降低了PU