纳米稀土改性聚氨酯弹性体的研究+文献综述(5)
TPU/纳米CaCO3共混体系研究： 制备了聚氨酯预聚体改性的纳米(MS-CaCO3)，并用FTIR、SEM、TGA等方法进行了表征。将MS-CaCO3与未改性的纳米CaCO3及常用的硬脂酸改性的纳米CaCO3一同制备TPU复合材料。系统考察了不同改性剂、含量、分散形态以及界面结构等对TPU性能的影响。SEM和TEM观察表明，改性的纳米CaCO3分散性好于未改性的纳米CaCO3，聚氨酯预聚体改性的纳米CaCO3界面相容性好于硬脂酸改性的纳米CaCO3[13]。流变结果表明，添加纳米CaCO3使体系的剪切粘度降低。力学性能测试表明，添加0.5-1 wt%MS-CaCO3后，TPU的拉伸强度和断裂伸长率增加，达到了同时增强增韧的效果。TPU/纳米CaCO3复合物在70 ℃热空气老化后的强度增加，这可能与界面层厚度增加及形成更多次晶结构有关。
1.2.3纳米粉体改性TPU存在的问题及解决途径
TPU化学结构的特征是大分子主链中含有氨基甲酸酯重复单元，其大分子主链是由玻璃化温度低于室温的软链段和玻璃化温度高于室温的硬链段嵌段而成。硬链段的极性强，相互吸引力较大，因此软、硬链段具有微相分离倾向 ，形成许多微区，这种微相分离现象在很大程度上决定了TPU材料的力学性能[14]。我们认为，通过稀土离子与TPU中酰胺基团的相互作用可改变硬链段的结构和微相分离程度 ,调节TPU的性能。本文对氯化镧在TPU中的分散情况及稀土离子与TPU的相互作用进行了研究，可为研制稀土改性TPU材料提供依据。
在聚合物/无机纳米粒子复合材料制备过程中，纳米粉体在聚合物基体中的分散程度显得非常重要，因为它很大程度上决定了复合材料的性能。纳米粉体与聚合物熔体的直接混合技术是最直接和最经济的一种方法[15]。其关键在于纳米粉体在聚合物中达到纳米级分散，但这是非常困难的。
热塑性聚氨酯弹性体(TPU)由于具有强度高、韧性好、耐磨、耐油等优异性能，广泛用于各个领域。然而TPU的耐热性能较差，尤其在较高温度下或较高温度老化一定时间后的力学性能下降明显，这限制了它在某些领域的应用[16]。将一定量的 LaCl3粉末与TPU反应原液按比例混合，搅拌后放入真空干燥箱抽真空2h，拿出后用锡纸包住密封，在数控超声波清洗器中进行超声，直至粉体被打碎，制得不同氯化镧含量的La-TPU溶液。通过将氯化镧掺入TPU得到了LaCl3改性TPU复合物。同样，氯化亚铈的方法也是一样。
1.2.4 氯化物聚氨酯弹性体的不足
由于聚氨酯组成与微观形态的多样性，聚氨酯弹性体的综合性能相当优越，一些性能在实际应用中已经过剩，但某些性能却需要不同程度的提高。与其他有机高分子材料一样，聚氨酯在有氧和加热的条件下，会产生毒性烟雾和刺激性物质。不但影响周围环境的空气质量，严重者会引起人员伤亡。以往统计表明在火灾中90%以上的伤亡是由PU材料燃烧释放的有毒烟雾所致，在人类生存环境受到高度重视的今天，聚氨酯材料的发展无疑应该考虑到其与环境的相容性。所以如何提高聚氨酯材料的耐热性能，成为国内外学者的研究热点之一[17]。此外，随着科学技术的不断发展，人们对材料的物理力学性能的要求也越来越高，有些特殊场合要求材料有很高的模量，同时，还必须考虑降低成本以提高材料的使用效能和市场竞争力。纯聚氨酯弹性体的模量不高，不能满足某些特殊场合的使用要求。因此，利用共混、掺杂、共聚、接枝等手段对聚氨酯弹性体进行改性是提高材料性能满足这些要求的有效方法[18]。
1.3 现有问题
如何更好的提高耐温性能，让氯化物改性TPU制品在180 ℃的环境下坚持30 s不断裂。以及选择最合适的加工工艺、方法用量来完善表面改性和修饰。