Page 44 - 《精细化工》2020年第1期

·30· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 37 卷

式中：ΔH s 表示 PBA 标样（结晶度为 100%）的熔 未加入 CDs 制得的标样 WPU-0。表 3 表明，当 CDs
融热，即 253 J/g [16] ；w 为 PBA 加入质量占所有原料 质量分数达 0.5%时，胶膜的拉伸强度和断裂伸长率达
质量的百分比。 最大值，分别为 36.80 MPa 和 660%，与 WPU-0 相比，
表 2 列出了复合胶膜的热焓值和结晶度。 分别提高了 29.7%和 33.3%，说明 CDs 的加入有助
于改善 WPU 的力学性能。
表 2 CDs/WPU 复合胶膜的热焓值和结晶度
Table 2 Thermal enthalpy and crystallinity of CDs/WPU 聚合物的拉伸强度取决于材料的内聚能，WPU
composite films 的力学性能由多因素决定，如组成、结构、界面间
样品 相互作用以及微相分离的程度等。与母体聚合物相

WPU-0 WPU-1 WPU-2 WPU-3 WPU-4 比，复合材料性能的改善与纳米粒子的浓度及其与
①
T m/℃ 48.70 47.80 47.20 49.00 51.80 聚合物基质间的交联密度/界面相互作用有关 [13] 。CDs
△H m/(J/g) 23.55 28.38 30.45 32.51 33.42 的加入提高了胶膜的拉伸强度，归因于分散良好的

w(PBA)/% 63.31 63.31 63.31 63.31 63.31
CDs 与 WPU 基质间产生的相互作用，通过表面 OH、
X m/% 14.70 17.72 19.01 20.29 20.86
NH 2 与 NCO 基团反应，有效参与链段的构成，在聚
① 指复合胶膜的熔融温度。
氨酯链中形成交联，起到增强作用。同时其表面未
由表 2 可知，随着 CDs 加入量增加，复合胶膜 反应的 OH 或 NH 2 可与 WPU 中的 C==O 形成少量
分别在 48.7、47.8、47.2、49.0、51.8 ℃出现熔融峰， 氢键，形成的氢键起到物理交联点的作用，增加了
胶膜的熔融温度先降后升，结晶度则逐渐增加。因 分子链间的缠绕，从而提高了 WPU 的力学性能。当
为 WPU 软硬段两相间虽然存在微相分离但无法完 CDs 的加入量超过 0.5%时，胶膜的拉伸强度和断裂
全分离，部分硬段会嵌入软段之中，增加了晶区内 伸长率降低，可能是因为随着 CDs 加入量的增加，并
的晶格缺陷，连续相的软段被破坏，不利于其聚集 非所有纳米粒子都能聚合到 WPU 链中，有一些 CDs
结晶 [18-19] 。随着 CDs 加入量增加，与其反应的异氰 倾向于聚集，导致胶膜中缺陷增加，降低了拉伸强
酸酯量随之增加，软硬段间相混程度降低，结晶度 度和断裂伸长率 [11] 。
增大 [20] 。 2.5 光学性能分析
2.4 力学性能分析 2.5.1 紫外和荧光光谱分析
复合胶膜的应力应变曲线如图 6 所示，表 3 为 图 7 为 CDs 和复合胶膜在 365 nm 紫外灯照射
复合胶膜的拉伸强度与断裂伸长率。 下发光图，图 8 为复合胶膜的紫外吸收光谱。

图 7 CDs 和复合胶膜在 365 nm 紫外灯照射下发光图
Fig. 7 Photos of CDs and composite films under the
365 nm UV lamp irradiation

图 6 CDs/WPU 复合胶膜的应力应变曲线
Fig. 6 Stress and strain curves of CDs/WPU composite films

表 3 CDs/WPU 复合胶膜的拉伸强度与断裂伸长率
Table 3 Tensile strength and elongation at break of CDs/WPU
composite films
样品

WPU-0 WPU-1 WPU-2 WPU-3 WPU-4
拉伸强度/MPa 28.38±0.7 31.04±0.5 36.80±0.3 32.83±0.3 31.35±0.2

断裂伸长率/% 495±25 552±30 660±14 429±15 454±12
图 8 CDs/WPU 复合胶膜的紫外吸收光谱
Fig. 8 UV-Vis absorption spectra of CDs/WPU composite films
由图 6 可知，随着 CDs 加入量的增加，胶膜的
拉伸强度和断裂伸长率均呈先增后降趋势，且都高于 由图 7 可明显看出，CDs 和复合胶膜在 365 nm