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第 6 期 刘佳慧，等: 功能化石墨烯改性无胺型水性聚氨酯的制备 ·1079·

WPUA 乳液稀释到质量分数 0.01%，用磷钨酸染色 1.3.7 X 射线光电子能谱（XPS）分析
后滴于铜网上，自然干燥后采用 H600A-Ⅱ型透射电 采用 ESCALABMK-11 型电子能谱仪对干燥后
镜（TEM，美国 FEI 公司）进行观察。将 SiO 2 -NH 2 - 剪成小片的胶膜进行 X 射线光电子能谱分析。测试
GO/WPUA 复合乳液胶膜经液氮低温处理后断脆， 条件为：X 射线枪（Mg，K α 辐照），15 kV，10 mA；
经 30 s 喷金处理后采用 FEI Verios 460 型扫描电子 样品舱压力，1332.8~1066.24 Pa。在 0~110 eV 范围
显微镜（SEM，美国 FEI 公司）进行观测。 下，以 C—C 峰 284.8 eV 定标，扫描次数 2 次，入
1.3.4 力学性能测试 射角为 90。WPUA 和 SiO 2-NH 2-GO/WPUA 复合材
采用 GT-AI-7000S 型电力拉伸试验机（高铁检 料样品为干燥后的胶膜。
测仪器有限公司）测定 WPUA 乳液和 SiO 2 -NH 2 -GO/ 1.3.8 SiO 2 -NH 2 -GO/WPUA 复合乳液涂膜性能测试
WPUA 复合乳液胶膜的拉伸强度和断裂伸长率，样 （1）耐高温（抗热粘花）性测试：将产品涂到
品为 5 mm×25 mm 哑铃形试样，拉伸速率为 50 mm/min。 PET 纸上，裁成 10 cm×10 cm 的方块，背面朝下摞
1.3.5 胶膜热重（TGA）分析 在一起，再放置 5 kg 重物，在 70 ℃烘箱内保温 12 h，
样品在 N 2 保护下以 10.0 ℃/min 的升温速度从 取出，观察胶膜有没有失光或者粘在一起。
20 ℃升温至 600 ℃，由 TGA Q500 型热失重分析仪
（2）易氧化物含量测试：按照国家药品包装材
（美国 TA 公司）对 WPUA 和 SiO 2 -NH 2 -GO/WPUA [12]
料标准 YBB 00152002 对乳液进行易氧化物含量
胶膜进行测试。
的滴定测试。
1.3.6 乳液胶膜及填料 X 射线衍射（XRD）分析
（3）T-剥离强度的测试：按照 GB/T 2791—1995 [13]
采用 D8 Quest 型 X 射线单晶衍射仪（德国布鲁
进行测试。将乳液涂抹于铝箔/PVC 薄膜复合膜之间
克 AXS 有限公司）对 WPUA 乳液及 SiO 2 -NH 2 -GO/
经烘干后，测试剥离强度。
WPUA 复合乳液胶膜进行测试。测试条件为：扫描
角度 0.5~40，扫射速度 0.02()/s，40 kV，40 mA， 2 结果与讨论
Cu K α 靶，λ=0.154 nm。其中，SiO 2 -NH 2 -GO 为干燥
后粉末状样品，WPUA 和 SiO 2-NH 2-GO/WPUA 复合 2.1 SiO 2 -NH 2 -GO/WPUA 乳液稳定性测定
材料样品为干燥后的胶膜。 表 1 为样品的乳液及胶膜稳定性测试数据。

表 1 SiO 2 -NH 2 -GO/WPUA 乳液的稳定性
Table 1 Stability of SiO 2 -NH 2 -GO/WPUA emulsions
样品

SiO 2-NH 2-GO/WP SiO 2-NH 2-GO/WP SiO 2-NH 2-GO/WP SiO 2-NH 2-GO/WP SiO 2-NH 2-GO/WP SiO 2-NH 2-GO/WP
UA-0 UA0.25% UA0.50% UA0.75% UA1.00% UA1.25%
乳液外观 透明蓝光 透明蓝光 透明蓝光 透明蓝光 透明蓝光 出现沉淀
耐储存（>30 d） 稳定 稳定 稳定 稳定 相对稳定 不稳定
胶膜状态 光滑平整 光滑平整 光滑平整 光滑平整 不成膜 不成膜
柔软 柔软 柔软 较硬
冻融稳定性 稳定 稳定 稳定 稳定 稳定 不稳定

由表 1 可知，复合乳液于–20 ℃低温下静置未 SiO 2 -NH 2 -GO/WPUA0.75%试样的红外光谱图。
出现破乳及增稠现象，表明乳液冻融稳定性良好。 由图 1a 可知，在 WPUA 和 SiO 2 -NH 2 -GO/WPUA
–1
随着 SiO 2 -NH 2 -GO 添加量越大，乳液贮存稳定性越 曲线中，2300~2200 cm 处均未出现特征吸收峰，
差，当质量分数达到 1.25%时，乳液开始出现轻微 表明聚合物中的—NCO 基团反应完全，—NH—和
分层并有黑色沉淀出现，说明填料在乳液中产生团 —CO—的特征吸收峰分别出现在 3482 和 1735 cm –1
聚，填料添加量过多。聚氨酯乳液与填料的相容性 处，说明聚合物—NHCONH—基团的存在 [14] 。WPUA
–1
随着 SiO 2 -NH 2 -GO 用量的增加而降低，导致乳液的 在 1954、1104 cm 处为苯环特征吸收峰，1621、1045
稳定性下降。 cm –1 处为苯环的骨架振动峰，766 cm –1 为苯环的
–1
2.2 SiO 2-NH 2-GO 及 SiO 2-NH 2-GO/WPUA 红外光谱 C—H 面内弯曲振动峰；1536 cm 处为—NHCOO—
–1
分析 的吸收峰，1197 cm 处为—C—O—C—的对称伸缩
图 1 为 SiO 2 、SiO 2 -NH 2 、SiO 2 -NH 2 -GO、WPUA、 振动和反对称伸缩振动，这些特征吸收峰显示了水