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第 10 期 冯见艳，等: 环氧化石墨烯/水性聚氨酯复合膜的制备及性能 ·1657·

MPa，拉伸强度相比空白样提高了 67.5%；其断裂 EPGO 在 WPU 分子亲水微区内产生交联，EPGO 上
伸长率随着 EPGO 用量增加呈逐渐降低趋势。这是 —C==O、—OH 也可与聚氨酯分子中—NH—之间形
由于 EPGO 在水性聚氨酯中分散均匀，在干燥成膜 成氢键结合，通过 EPGO 将几个聚氨酯分子“焊接”
过程中，环氧基进入水性聚氨酯亲水微区，并在此 在一起，使分子间呈现立体网状结构 [23] ，从而使拉伸
微区内与—NH—、—COOH 等基团发生开环反应， 强度增强，交联反应机理和成膜机理如下所示：

当 EPGO 质量分数达 1.0%后，分散在 WPU 中 烯材料晶体排布更加完整，但因 EPGO 添加量较少，
的 EPGO 产生团聚，则与水性聚氨酯的交联作用减 对聚氨酯结晶性的影响不显著，与表 1 数据结合分
弱，膜的抗张强度也随之减小。EPGO 作为填充在 析，进一步验证了 EPGO 与 WPU 交联增强机理。
水性聚氨酯中增强抗拉强度的填料，则是会在一定
程度上减弱共混膜的韧性，EPGO 在共混膜中的含
量越高，这种减弱效果就越明显，同时断裂伸长率
也就越小。杨氏模量和断裂伸长率都代表了材料抵
抗外力作用的形变量，杨氏模量越大，断裂伸长率
越小说明越不容易发生形变，刚性增加。因此，EPGO
用量为 WPU 有效质量的 0.8%时，EPGO 能均匀地
分散在 WPU 基体中，干燥成膜时在聚氨酯大分子
之间产生交联，具有较好的力学增强效果。
2.2.4 XRD 分析

不同 EPGO 用量的 EPGO/WPU 复合膜的 XRD a—w(EPGO)=0、b—w(EPGO)=0.4%、c—w(EPGO)=0.6%、d—
谱图见图 7。 w(EPGO)=0.8%、e—w(EPGO)=1.0%
由图 7 可知，随着 EPGO 添加量的增加，胶膜 图 7 不同 EPGO 用量的 EPGO/WPU 复合膜结晶性能
结晶衍射峰略有变宽趋势。表明 EPGO 作为纳米增 Fig. 7 Crystallinity of EPGO/WPU films with different EPGO
contents
强材料，在基体聚氨酯中分散均匀，能与基体聚氨
酯充分结合，在后期干燥成膜过程中与水性聚氨酯 2.2.5 耐磨性能
大分子上—NH—、—COOH 等反应环氧基开环，使 表 2 为成膜材料耐磨性能测试结果。其中，砂
得 EPGO 与聚氨酯两相界面充分键合，使改性石墨 轮的转动圈数为 200。