不同比例TPU／SIR动态硫化制备的弹性体力学性能
随着SIR含量的增加，，11PU／SIR弹性体的拉伸强度、断裂伸长率及在到达50／50质量比之前的硬度都为逐渐降低的趋势，拉伸长久变形先减小后增大，回复比先升高后降低。交联的SIR在高剪切力的作用下，细化成小颗粒分散在TPU基体连续相中，体现了弹性体的力学性能；随着SIR含量的增加，耐水解TPU和SIR两相接触面积增大，但其本身固有的不相容性致使复合后的弹性体拉伸强度与断裂伸长率逐渐降低。当共混比为40／60时，降低明显，且试样表面粗糙
随着共混温度的增加，分子链间距离增大，流动性增强，所受阻力减小，熔体的表观黏度逐渐降低。在低剪切速率下(≤300 s。1)，共混物熔体对温度的敏感性差别较小，随着剪切速率的增加，共混物熔体在较高的温度下，分子链更易于解缠结，易沿流动方向取向，表观黏度降低更明显，对温度的敏感性增强。
PU/MWNTs定向纳米纤维制备及压阻特性研究
以碳纳米管作为填料的聚合物/碳纳米管复合材料不但具有良好的力学性能,还具有独特的电学性能,可广泛应用于光、电、磁、生物功能材料中。由于碳纳米管本身是一维的,它在聚合物基体中的有序排列对聚合物/碳纳米管复合材料的电学、力学、热学性能有较大影响。
耐水解TPU/MWNTs复合材料兼具耐水解TPU和MWNTs优点,耐水解TPU是良好的聚合物/碳纳米管复合材料,潘胜强等通过静电纺丝技术制备了PU/MWNTs复合纤维,并将纤维收集成无纺布形式,研究了其形态及力学性能。本文利用静电纺丝技术制备了TPU/MWNTs纤维,并用自制的平行极板接收装置将纤维收集成定向排布的形式,实现了MWNTs在纤维内的均匀有序分布,研究了纤维的压阻特性,并通过与浇注法制备的TPU/MWNTs膜的压阻特性进行对比分析,揭示了MWNTs的均匀有序分布对TPU/MWNTs复合材料压阻特性的影响规律,有助于推进TPU/MWNTs复合材料在纤毛感受器等微传感器领域的应用研究。
为MWNTs的有序分布使纤维内更容易形成导电网络,随着拉伸应变的增加,大量的导电网络被破坏,表现出了良好的压阻敏感性,继续增加MWNTs的含量虽然能在一定程度上进一步完善导电网络,但也会使MWNTs之间的叠加更加紧密而难以破坏,压阻敏感性反而减弱。而MWNTs的随机分布使膜内不容易形成导电网络,当MWNTs含量为2.91%(质量分数)时形成的导电网络较少,表现出了较差的压阻敏感性。
在8%的应变范围内,各种混合比的纤维都表现出良好的线性,而复合膜在MWNTs含量较高时会出现敏感度拐点,呈现非线性。
这主要是因为MWNTs在纤维内有序分布,所形成的导电网络松紧程度一致,随着拉伸应变的增加,导电网络均匀破坏,表现出良好的线性度。而MWNTs在膜内呈无序分布,所形成的导电网络松紧不一,连接较松的导电网络比较容易破坏,连接较紧的导电网络比较难破坏。
结 论
利用静电纺丝技术可以实现MWNTs在耐水解TPU基体中的有序分布,当MWNTs含量为2.91%(质量分数)时,纤维就表现出了*佳的压阻特性(Gaugefactor约为11.4),比同质量分数下膜的压阻特性有较大提高,同时在8%的拉伸应变内电阻的相对变化量与应变值维持良好的线性关系,线性度优于复合膜。