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有机蒙脱土改性聚氨酯弹性体的研究 王建华? 田春蓉? 顾? 远? 周秋明? 梁书恩 聚氨酯弹性体(PUE)是一类应用广泛的聚合材料，其高性能化研究包括在聚合过程中调节其分子结构和加入有机或无机填料，通常在PUE中引入填料不能同时增强和增韧，在强度提高的同时其弹性?断裂伸长率会下降。为了确保聚氨酯弹性体在增强的同时其韧性不下降，本研究采用具有纳米结构的有机蒙脱土(org?MMT)对聚氨酯弹性体进行改性。 分别采用高剪切分散乳化机(剪切速率10 000 r/min)和超声破碎仪将有机蒙脱土以1%的含量分散在分子量为1 000的聚四氢呋喃醚二醇(PTMG)中，采用X?射线衍射(XRD)考察了处理方式对有机蒙脱土分散在PTMG中后其片层间距的影响。结果表明，将Org?MMT分别采用高剪切分散乳化机及超声破碎仪分散在PTMG中后，其衍射峰均向左偏移，这表明两种分散方式均可以使PTMG的分子链进入到Org?MMT的片层间，并使其片层间距分别增大了68%和88%。 研究中分别采用一步法及预聚体法制备了Org?MMT改性PUE，考察了Org?MMT改性PUE以及未添加Org?MMT的PUE的抗拉强度及断裂伸长率，结果见表1。 表 1? 不同方法制备的蒙脱土改性聚氨酯弹性体的力学性能 抗拉强度/MPa 抗拉强度增幅/% 伸长率/% 伸长率增幅/% 一步法 PUE 25.2 -- 297 -- Org?MMT/PUE 28.4 12.7 290 –2.4 预聚体法 PUE 24.5 -- 292 -- Org?MMT/PUE 32.3 31.8 322 10.3 备注：Org?MMT的用量相对PTMG的用量为1%，用高剪切分散乳化机将Org?MMT分散在PTMG中，扩链剂为1, 4?丁二醇。 从表1中可以得出，采用预聚体法制备的Org?MMT/PUE的强度较不改性的PUE的强度提高了32.8%，其伸长率提高了10.3%。采用一步法制作的Org?MMT/PUE的强度较不改性的PUE的强度提高了12.7%，其伸长率降低了2.4%，这也有可能是测试的系统误差引起的，因此可认为其韧性基本不下降。 研究中还考察了不同用量的Org?MMT对PUE的抗拉强度及断裂伸长率的影响，结果见表2。 从表2中可以看出，在PTMG中加入不同含量的Org?MMT，均可提高PUE的抗拉强度及断裂伸长率，Org?MMT的用量仅为PTMG的用量的0.5%时，所制的PUE的抗拉强度提高了28%，伸长率提高6.2%，当Org?MMT的含量为5%时，所制的PUE的抗拉强度增加31%，含量为7%时的增幅达54%。上述结果表明，采用Org?MMT对聚氨酯弹性体进行改性，不仅可以提高PUE的强度，同时其断裂伸长率也有一定的提高，也就是说，Org?MMT不仅对PUE起到了增强作用，同时也起到了增韧的效果。