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·2094· 精细化工 FINE CHEMICALS
为 0.2 C，温度为 80 ℃。
2 结果与讨论
2.1 SPE 的红外光谱分析
SPE 的红外图谱见图 1，局部放大图见图 2。
图 1 SPE 的红外谱图
Fig. 1 FTIR spectra of SPE samples
图 2 SPE 的局部放大红外谱图
Fig. 2 Partial enlargement FTIR spectra of SPE samples
1
图 1 中 3500 cm 左右为自由的 N—H 伸缩振动
1
吸收峰；3370 cm 附近的吸收峰为氨基甲酸酯中氢
键化的 N—H 伸缩振动峰；在 2780~3000 cm 的吸
收峰为—CH 3 、—CH 2 —的 C—H 伸缩振动吸收峰。
在 1710 cm 1 附近出现的比较尖锐的吸收峰为氨基
甲酸酯中—C=O 的伸缩振动吸收峰；1535 cm 处出
现的吸收峰为 N—H 的弯曲振动峰；1240 cm 左右
为氨基甲酸酯中 C—N 的吸收振动峰；1183 cm 左
右为—C—SO 2 —N 的伸缩振动峰；1047 cm 左右为
1
C—S 的伸缩振动峰；780 cm 左右为—S—N 的伸
1
缩振动峰；1105 cm 附近为 C—O—C 振动吸收峰，
且 C—O—C 振动吸收峰逐渐增强
2270 cm 1 附近没有吸收峰，表明—NCO 已完全参
与反应，异氰酸酯反应完全。图 2 中 875 cm 左右
为苯环的对二取代特征峰 [10] ，由于 TPA-1000 质量
比的减少，SPE1~5 中苯环的对二取代特征峰逐渐减
弱至消失。图 1、2 表明反应成功合成了聚氨酯基固
态聚合物电解质。
第 35 卷
2.2 SPE 的力学性能分析
聚氨酯是多嵌段共聚物，其硬段主要提供分子
链的刚性，软段则主要提供分子链的柔顺性。而分
子链之间的极性基团可产生范德华力和氢键作用
力。其中最主要的是氢键作用力，能起到物理交联
的作用，故当受到外力时，聚氨酯能表现出良好的
力学性能 [11] 。SPE 的应力-应变曲线图见图 3（由于
SPE1 和 SPE2 成膜发脆开裂，故无法测量其力学
性能）。
图 3 SPE 的应力-应变曲线图
Fig. 3 Stress-strain curves of SPE samples
由图 3 可知，SPE3、SPE4 和 SPE5 的拉伸强度
分别为 6.64、1.87 和 0.79 MPa；断裂伸长率分别为
259%、369%、448%，SPE 的拉伸强度呈减小，断
裂伸长率呈增加的趋势。原因是 TPA-1000 中有苯
环结构，苯环不能自由旋转，链柔顺性差，刚性较
强，而 C—O—C 可以自由旋转，构像数多，链柔顺
性较好 [12] 。而由于 TPA-1000 质量比的减少，SPE
分子中苯环数目减少，刚性减弱，C—O—C 数目增
加，链柔顺性变好，故 SPE 拉伸强度减小，断裂伸
1
长率增加。
2.3 SPE 的 DSC 分析
图 4 是 SPE 的 DSC 曲线图。由图 4 可知，SPE1、
1
SPE2、SPE3、SPE4 和 SPE5 的软段玻璃化转变温度
1
分别为 25、24、5、18 和40 ℃。图中每条曲线只
1
有一个 T g ，表明 TPA-1000 和 PEG-2000 的相容性较
1
好 [13] 。SPE 的玻璃化转变温度 T g1 >T g2 >T g3 >T g4 > T g5 ，
原因是 TPA-1000 质量比减少，分子链中的苯环数目
减少，分子刚性减弱，同时分子链中的 C—O—C 数
[9] 。图 1 中 目增多，而 C—O 和 C—C 单键的内旋转位垒较低
容易旋转，因而其旋转频率高，链的柔顺性增强，
1
故 T g 逐渐降低 [14] 。又因为 SPE1 和 SPE2 中 TPA-1000
含量较高，其苯环结构导致分子链的刚性很强，故
SPE1 和 SPE2 的 T g 较高，常温下成膜发脆开裂。而
当温度在 T g 以上，链段的运动能力比较强，因此 T g
越小越有利于提高 SPE 的离子电导率。