甲基纤维素与聚氨酯复合材料的研究(2)
3.1 不同甲基纤文素含量对聚氨酯复合材料拉伸性能的影响 14
3.2 甲基纤文素与聚氨酯的红外线光谱分析 16
3.3 甲基纤文素与聚氨酯的动态热机械分析 17
3.4 甲基纤文素与聚氨酯的X射线衍射分析 18
4 结论 19
致谢 20
参考文献 21
1 绪论
1.1 聚氨酯弹性体的概况
1.1.1 聚氨酯弹性体的概述
聚氨酯（PUE）是一种合成材料，其性能综合了塑料和橡胶的特点，聚氨酯最大的特点是在高硬度的状态下保持弹性，并且具有良好的耐磨性，耐油性，耐低温性和耐臭氧老化性能。由于在很宽的硬度范围内仍有比其它弹性体更高的弹性，因此在阻尼减震材料领域有着广泛的应用。
聚氨酯是软链段和硬链段交替的嵌段共聚物。由于软链段与硬链段的热力学不相容性,使共聚物的分子聚集态分离成软链段区和硬链段区,成为两相结构[1]。
而浇注型聚氨酯，在聚氨酯材料中产量最大，约占70%。由于具有流动性，可以制成很厚的制品以及几何形状复杂的零件。制品的再现性强，硬度调节范围广，设备投资费用少，因此在各个工业部门获得广泛运[2-3]。
1.1.2 聚氨酯弹性体的结构
（1） 聚氨酯的结构
聚氨酯弹性体的结构十分特殊，相对于其他高分子材料更为复杂。它不仅具有以软链段和硬链段相组合的形态，且在主链上有许多支链。包括有规则的大量的氨基甲酸酯基支链和不规则的耦合段氨酯基还有其他基团相结合而成，在其结构中同时存在交联键。
聚氨酯弹性体的化学结构主要特征：其主链是一个重复的大分子结构（聚氨基甲酸乙酯氨基甲酸乙酯链段）。
因为硬段结构的极性很强，导致分子间相互引力大，导致软缎和硬段不能兼容，逐渐产生热力学分离的现象，即称为“微相分离”。大量微区的形成(domain)是由于硬链段逐渐聚集到一起，这些微区镶嵌在软段相之中[4]。微相分离是聚氨酯弹性体的物理结构特征。就是因为这种特征，聚氨酯弹性体的性能一定会是丰富多种的。我们唯有充分的理解和研究聚氨酯弹性体的结构特点，才可以明确它的各种性能，这样我们在使用材料的领域上也得到了一个大致的范围。在具体的工业运用中，聚氨酯弹性体的结构和性能起到很大影响，所以我们必须掌握好其结构设计和制备方法。研究结合对结果的讨论，聚氨酯弹性体的特殊结构和其主要的性能，决定了聚氨酯弹性体的制备工艺以及其所在的运用领域。
（2） 聚氨酯的化学基团及其稳定性
聚氨酯弹性体通常由聚合多元醇形成，并且生产封端的异氰酸酯预聚物，之后，其与二胺扩链剂或者二醇，进一步交联通过硫化体系进行反应而得。由上述制备过程可知，聚氨酯弹性体的化学基团多种多样，主要是由亚甲基、酯基、醚基、酰胺基、氨基甲酸酯基等高分子基团。正是由于多种不同的化学基团它们的物理化学性质有很大区别，所以，聚氨酯弹性体会具有如此之多的性能，其应用范围也随之变广。
一般来说，根据熔点就能得知，芳环和酯基都具有较强的分子间作用力，醚基具有优良的柔顺性。这是因为醚基中的氧原子使相邻的两个亚甲基分离，从而亚甲基上的氢原子也分散开来，即削弱了两个亚甲基的氢原子之间的相互排斥力，从而键就变得柔顺，易于旋转。所以，醚基的克分子内聚能虽比亚甲基的高，但聚醚的熔点仅仅在55一70℃的范围，而聚乙烯的熔点却高于110℃。又例如，虽然酯基拥有很高的内聚能，从而就能产生很大的分子间作用力，但是，由于它同时又含有C一O一C的醚键，熔点低，比较容易旋转，因而酯基又具有较好的柔顺性。