增强型聚氨酯复合材料的制备与性能研究(2)

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2.4 测试与分析 5

2.4.1 力学性能测试 5

2.4.2 TEM测试 5

2.4.3 DSC测试 6

3 结果讨论与分析 6

3.1 TPU/POM合金性能分析 6

3.1.1 TPU/POM合金力学性能分析 6

3.2.2 TPU/POM合金结晶性能分析 7

3.2 TPU/POM/CNTs合金性能分析 9

3.2.1 TPU/POM/CNTs合金力学性能分析 9

3.2.2TPU/POM/CNTs合金结晶性能分析 10

3.2.3 TPU/POM/CNTs合金TEM分析 11

3.3TPU/POM0.5合金体系与TPU/POM合金体系的性能比较 12

3.3.1力学性能比较 12

3.3.2 结晶性能的比较 13

3.4成型温度对合金体系的性能影响 14

3.4.1 TPU/POM/CNTs=60/40/0.4合金力学性能分析 14

3.4.2 TPU/POM/CNTs=60/40/0.4合金TEM分析 15

4 结论 16

5 致谢 16

参考文献 17

1 引言

1.1 热塑性聚氨酯弹性体

TPU(Thermoplastic polyurethanes)中文名为热塑性聚氨酯弹性体。TPU 作为弹性体是介于橡胶和塑料之间的一种材料，这可以从由弹性模量来度量的刚性中看出来。橡胶的弹性模量通常在1~10Mpa，TPU在10~1000Mpa，塑料（尼龙，ABS，PC，POM）在1000~10000Mpa，因此可以认为TPU是介于橡胶和塑料之间的一种材料。TPU 的硬度范围相当宽，从Shore A 60~Shore D 80，并且在整个硬度范围内具有高弹性；TPU在很宽的温度范围内-40~120℃，具有柔性，而不需要增塑剂； TPU对油类（矿物油，动植物油脂和润滑油）和许多溶剂有良好的抵抗能力；TPU 还具有良好的耐天候性，极优的耐高能射线性能。TPU的耐磨性，抗撕裂性，屈服强度也都是优良的；拉伸强度高，伸长率大，长期压缩永久变形率低等也是TPU的显著优点。因此, 利用TPU一些优异的物性改善其他聚合物的性能缺点, 或采用其他聚合物特定性能来弥补TPU 的缺陷, 同时降低TPU 成本已引起人们的兴趣。其中在TPU 改性研究工作中, 又以共混改性研究较多[1-3]。

1.2 聚甲醛

聚甲醛是一种表面光滑、有光泽的硬而致密的材料，淡黄或白色，薄壁部分呈半透明。燃烧特性为容易燃烧，离火后继续燃烧，火焰上端呈黄色，下端呈蓝色，发生熔融滴落，有强烈的刺激性甲醛、鱼腥臭。聚甲醛为白色粉末，一般不透明，着色性好，密度为1.41-1.43克/立方厘米，成型收缩率1.2-3.0%，成型温度170-200℃，干燥条件80-90℃下干燥2小时。聚甲醛的长期耐热性能不高，但短期可达到160℃，其中均聚聚甲醛短期耐热比共聚聚甲醛高10℃以上，但长期耐热共聚POM反而比均聚POM高10℃左右。聚甲醛可在-40℃～100℃温度范围内长期使用。POM极易分解，分解温度为280度，分解时有刺激性和腐蚀性气体发生。故模具钢材宜选用耐腐蚀性的材料制作[4-6]。

1.3 碳纳米管

碳纳米管（CNTs）自从他们被发现以来，由于其固有的优良的电学性能和机械性能引起人们的极大关注。从结构的角度来看，碳纳米管可以被认为是26−174μ米甚至更长的非常坚硬的大分子。碳纳米管具有非常高的拉伸强度和拉伸弹性模量，可以分别达到11−150 GPa和0.27−0.95Tpa。因此，碳纳米管被视为非常理想的填料来达到改善聚合物复合材料的力学和电学性能的目的。碳纳米管和聚合物基复合材料在增强材料性能上具有很大的潜在应用。

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