导电TPU

聚醚含量对m M／~Wz共混物力学性能的影响

     聚醚是一种主链烃基由醚键连接，含端羟基的均聚物。本实验将聚醚引人到POM／TPU／Z共混物中，主要是由于聚醚的主链具有与POM 主链结构相似的部分，而且端羟基可以与含异氰酸酯基的低聚物发生反应，可以进一步提高体系的相容性。

     聚醚含量的增加，对共混物的拉伸强度和弯曲模量的影响较小。导电TPU共混物的缺口冲击强度，呈现先上升后下降的趋势。共混物的断裂伸长率，呈现上升的趋势且上升幅度较大。当聚醚含量为1．2 (质量)时，共混物的断裂伸长率达到300 ，是未加聚醚时的POM／TPU／Z (80／20／3)共混物的断裂伸长率(130 ) 的2．3倍， 导电TPU是纯POM 断裂伸长率(40 9／6)的7．5倍。共混物性能的进一步提高，是由于聚醚分子链既具有与POM 链结构相似的部分(醚基一cHz—O—CH 一)，又具有若干可以与z发生反应的羟基，能够进一步提高体系的相容性，使分散相粒子进一步细化，使POM 球晶尺寸进一步减小。然而，虽然增加聚醚的用量在一定程度上能够提高体系的相容性。但是，过量的聚醚会消耗掉一定量的Z，影响Z对TPU 的交联作用，使共混物的缺口冲击强度呈现先上升后下降的趋势。

Z以及聚醚的加入对共混物结晶行为的影响

     在所有结晶型聚合物中，POM 是*易形成大球晶的聚合物之一。原因在于导电TPU分子链结构简单、规整、结晶速度快、结晶度高。纯聚甲醛的晶体结构为大的放射状球晶，这些存在于聚甲醛制品中的大的球晶，尤其存在于缺口附近的球晶成为制品受力时的应力集中点，导致聚甲醛缺口冲击强度很低I1 。当加入TPU后，球晶直径仍然较大，熔融热焓以及熔点降低，结晶度较高。这是由于在TPU 含量较低的情况下，POM 与导电TPU之间的相容性较差，POM 分子链可以不受阻碍地自由进入晶格形成球晶。加入Z后，球晶尺寸明显减小，结晶度略微降低。一方面，Z的加入提高了POM 与TPU 的相容性，干扰了POM 分子链的运动，使POM 分子链进入晶格时受到一定的阻碍；另一方面，Z与TPU发生交联反应，控制了TPU 粒子尺寸和分布，限制了球晶的生长，使得直径变小。加入聚醚后，POM 与TPU 的相容性得到进一步的改善，并且形成更为复杂的三维网状结构， 对POM 结晶过程有着更加强烈的阻碍作用，POM 晶粒发生进一步细化，结晶度降低到55 ，使共混物出现应力集中的可能性减小，提高了POM 承受外力冲击的能力。

动态力学性能分析

     随着温度的升高，分子链段运动不断增加，POM、TPU及其共混物的储存模量逐渐降低； POM／TPU、POM／TPU／z 以及POM／TPU／Z／聚醚这3种共混物的储存模量都低于纯POM 的储存模量，这主要是由于TPU 的弯曲弹性模量较低使得共混物的储存模量下降；其中POM／TPU／Z／聚醚共混物的储存模量*低，这是因为聚醚的分子结构中存在醚键，链的柔顺性好，从而使POM／TPU／Z／聚醚共混物的储存模量*低，P0M／TPU 共混物出现两个松弛峰，POM／TPU 共混物中TPU 的松弛峰较纯TPU的松弛峰向低温偏移，说明POM 与TPU之间存在一定的相容性；Z和聚醚的加入，使共混物中TPU 的 较POM／TPU 共混物中TPU 的T有所上升，但均低于纯TPU的t，这说明Z和聚醚的加入起到了增容和交联的作用，两者共同影响Tg的变化。一方面，相容性变好会引起共混物中TPu的 r 下降而与POM 的T 靠近；另一方面，交联反应的存在会引起共混物中TPU 的T 上升且上升幅度较大 。当交联反应引起的T 的上升幅度大于相容性变好引起的T 的下降幅度时，加入z和聚醚后的共混物中TPu 的丁 整体就会呈现上升的趋势。由于交联反应的干扰， 通过动态力学性能分析较难直观地表征z和聚醚的增容作用，但可以确定增容作用以及对冲击提高有利的交联反应的存在。

     TPU 颗粒在脆断时脱落留下的大量孔}同，导电TPU在基体中难以形成良好的分散，且颗粒粗大。说明基体与TPU颗粒界面间的黏结相当薄弱，在外力的作用下，界面迅速分离导致应力失稳而使材料断裂，且断面较为整齐，形貌仍然呈脆性断裂特征，因而其冲击强度不高。z的加入，使分散相粒子细化，断口形貌有被大量牵伸而产生塑性变形的特征，说明两相界面黏结有力，材料在断裂过程中由于产生较大的塑性变形以及克服两相问较强的界面黏结消耗了大量的能量，因而其冲击强度获得提高。聚醚的加入使得分散相粒子更加细化，进一步增大了TPU粒子与基体问的接触面积，使界面脱黏需要更多的能量， 而且减小了粒子问的距离，大大增强了粒子间应力场的交叠与干涉，使共混物的冲击强度和断裂伸长率得到进一步的提高。

结 论

(1)含异氰酸酯基的低聚物，对调节控制共混物中分散相颗粒大小及分布、增强基体和增韧弹性体两相问的界面黏结具有明显效果。POM／TPU／Z(80／20／3)共混物的缺口冲击强度达到23 kJ·rn ， 比POM／TPU (8o／2o)共混物的缺口冲击强度提高了50 ；PoM／TPU／z (70／30／3)共混物的缺口冲击强度和断裂伸长率达到65 kJ·m 和300 ，分别是纯POM 的缺口冲击强度(6 kJ·rn )和断裂伸长率(40 )的1O倍和7倍。

(2)在POM／TPU／Z (80／20／3)共混物中加入聚醚，进一步增强了基体和增韧弹性体两相间的界面黏结。当聚醚添加量为1．2％ (质量)时，共混物的缺口冲击强度和断裂伸长率分别达到24kJ·m 和300 ，是纯POM 的4倍和7倍，取得了较好的增韧效果。(3)Z和聚醚的加入，阻碍了POM 的结晶，降低了POM 的结晶度，使POM 晶粒发生细化。

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