熱塑性聚氨酯彈性體（TPU）是一種由軟段和硬段共聚組成的線形嵌段聚合物,具有獨(dú)特的微相分離結(jié)構(gòu),兼具塑料和橡膠的特性,在常溫下展現(xiàn)橡膠高彈性,高溫下又具有塑料的可塑性,是聚氨酯材料大類中最具發(fā)展前景的一類。憑借出色的性能可調(diào)性和可加工性能,TPU已被廣泛用于各種領(lǐng)域,如涂料、粘合劑、纖維、泡沫及現(xiàn)代技術(shù)的各種多樣化領(lǐng)域。但其不足之處在于制品的耐熱性能、機(jī)械性能等較差,限制了它在更廣闊領(lǐng)域的應(yīng)用。為進(jìn)一步拓寬TPU的應(yīng)用范圍,一種有效的方法是摻入納米級填料來調(diào)控內(nèi)在微觀結(jié)構(gòu),最終影響材料性能。為此,本文結(jié)合近年來納米材料領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)——納米碳材料,選擇具有不同維度的納米碳材料（一維碳納米管、二維石墨烯和零維碳點(diǎn)）為填料,與聚氨酯基體進(jìn)行復(fù)合,制備納米碳/TPU復(fù)合材料,研究納米碳材料的加入及其含量變化對復(fù)合材料結(jié)構(gòu)與性能的影響。主要研究內(nèi)容及結(jié)果如下:1、一維碳納米管/TPU復(fù)合材料的制備及性能研究。選用聚氨酯合成反應(yīng)常用原料甲苯-2,4-二異氰酸酯對碳納米管（CNT）進(jìn)行表面改性,制得異氰酸酯功能化CNT（CNT-NCO）;與聚己內(nèi)酯二醇發(fā)生化學(xué)反應(yīng),經(jīng)原位聚合共價(jià)摻入到TPU基體中... 

【文章來源】：中北大學(xué)山西省

【文章頁數(shù)】：123 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

（a）是TPU及CNT-NCO/TPU復(fù)合材料的Han曲線，該曲線可用于研究純

中北大學(xué)學(xué)位論文41有相同的松弛機(jī)理[59]。這可能是由于復(fù)合材料體系內(nèi)部存在著填料粒子之間抑或填料與大分子鏈之間的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，在低頻區(qū)，該網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)相對穩(wěn)定，且隨填料含量增加，復(fù)合材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)性增強(qiáng)[46]，致使大分子鏈松弛時(shí)間延長，材料的彈性響應(yīng)增強(qiáng)；隨剪切頻率增加，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)逐漸遭到破壞，直至高剪切頻率時(shí)各材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)達(dá)到相似狀態(tài)[3]。2-13TPU及其復(fù)合材料（a）Han曲線；（b）vanGurp-Palmen曲線；（c）Cole-Cole曲線Fig.2-13(a)Hanplots,(b)vanGurp-Palmenplotsand(c)Cole-ColeplotsforTPUanditscomposites圖2-13（b）是TPU及CNT-NCO/TPU復(fù)合材料的vanGurp-Palmen曲線，該曲線可用來研究材料的彈性響應(yīng)及黏性響應(yīng)對聚合物熔體黏彈性的相對貢獻(xiàn)[56]。理想彈性體的損耗角δ為0°，理想黏性體的δ為90°，δ值越小，材料的彈性越好。當(dāng)δ=45°時(shí)（如圖所示），G"=G""，材料發(fā)生黏彈性轉(zhuǎn)變�？梢钥闯觯琓PU及CNT-NCO/TPU復(fù)合材料的δ在45°~90°之間，且隨CNT-NCO含量增加，δ減小，說明復(fù)合材料為黏彈性

中北大學(xué)學(xué)位論文59納米復(fù)合材料的G"和G""對頻率的依賴性如圖3-11所示。純TPU基體和TDI-GO/TPU納米復(fù)合材料均顯示出從黏性液體行為（G"<G""）轉(zhuǎn)變?yōu)閺椥怨腆w行為（G"和G"的交點(diǎn)處的G">G""）的趨勢（各圖的右上方）。隨著TDI-GO含量的增加，G"和G""相交處的頻率向較低的頻率偏移。這與TDI-GO多功能交聯(lián)點(diǎn)在體系當(dāng)中形成的微交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)有關(guān)[16]。隨著TDI-GO濃度的增加，網(wǎng)絡(luò)增強(qiáng)，導(dǎo)致弛豫過程延長，因此從黏性液態(tài)到彈性固態(tài)的轉(zhuǎn)變頻率移向低頻。這些結(jié)果與圖3-10（d）很好地吻合，表明這種微結(jié)構(gòu)強(qiáng)烈限制了聚合物鏈的運(yùn)動，延長了弛豫時(shí)間，并增強(qiáng)了復(fù)合材料體系的彈性響應(yīng)。3-12TPU及其復(fù)合材料（a）Han曲線；（b）vanGurp-Palmen曲線；（c）Cole-Cole曲線Fig.3-12(a)Hanplots,(b)vanGurp-Palmenplotsand(c)Cole-ColeplotsforTPUanditscomposites圖3-12（a）顯示了TPU和TDI-GO/TPU納米復(fù)合材料的G"與G"的Han曲線。該曲線可用于研究基質(zhì)聚合物及其填充體系之間的結(jié)構(gòu)差異[69]�？梢钥闯�，各試樣的曲線


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