Page 122 - 《精细化工》2020年第6期

·1188· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 37 卷

离程度起增大/减小作用。
2.3 DSC 分析
PU、CNT/PU、CB/PU 纳米纤维 DSC 的二次升
温曲线如图 5 所示，DSC 扫描结果如表 2 所示。

图 5 PU、CNT/PU、CB/PU 纳米纤维的 DSC 曲线
Fig. 5 DSC curves of PU, CNT/PU and CB/PU nanofibers

表 2 PU、CNT/PU、CB/PU 纳米纤维的 DSC 数据
Table 2 DSC results of PU, CNT/PU and CB/PU nanofibers

样品
图 4 CNT-5.0%/PU 和 CB-7.5%/PU 纳米纤维的高斯分峰

结果 PU CNT-5.0%/ CNT-8.0%/ CB-7.5%/ CB-15.0%/
PU PU PU PU
Fig. 4 Results of Gaussian peaks of CNT-5.0%/PU nanofiber
and CB-7.5%/PU nanofiber T g/℃ –49.59 –41.26 –39.38 –49.36 –48.28
T m1/℃ 58.55 63.68 64.17 58.83 58.68
表 1 聚氨酯纳米纤维羰基峰分峰结果 ΔH m1/(J/g) 0.57 0.72 0.84 0.55 0.62
Table 1 Peak separation results of carbonyl peaks of T m2/℃ – – – 222.27 234.26
polyurethane nanofibers
ΔH m2/(J/g) – – – 18.40 21.07
样品
CNT-5.0%/ CNT-8.0%/ CB-7.5%/ CB-15.0%/
PU 如图 5 所示，纯 PU 纳米纤维的玻璃化转变温
PU PU PU PU
A f 52.78 33.84 22.37 50.50 61.21 度 T g 为–49.59 ℃，在 58.55 ℃出现软链段的熔融结
晶峰。在 PU 纳米纤维的 DSC 谱图中没有发现硬链
A b 47.17 66.13 77.61 44.30 36.81
段的熔融温度和熔融峰。
A b/(A b+A f) 0.47 0.66 0.78 0.47 0.38
CB/PU 纳米纤维和纯 PU 纳米纤维软链段的熔
的氢键分布发生改变。CNT 含量增加，聚氨酯的微 融焓（ΔH m1 ）与熔融温度（T m1 ）十分接近，说明
相分离程度增大。这是由于 CNT 与软相区中醚氧基 CB 的添加不影响软相区的结晶。但 CNT/PU 纳米纤
存在强烈的相互作用，导致与硬段 N—H 形成氢键 维的熔融温度和熔融焓始终高于纯聚氨酯纳米纤
的醚氧基数量减少，聚氨酯内部软硬相区的相容性 维，当 CNT 含量增加到 8.0%，PU 软相区 T m1 从
降低。此结果可证明 CNT 与聚氨酯软相区存在优先 58.55 ℃增加到 64.17 ℃，ΔH m1 从 0.57 J/g 增大到
相互作用，CNT 选择性分散在聚氨酯软相区中。当 0.84 J/g。由于 CNT 具有成核作用，因此，认为 CNT
CB 含量由 7.5%增加到 15.0%时，氢键化指数由 0.47 与聚氨酯软链段存在优先相互作用，CNT 促进了聚
降低到 0.38，聚氨酯的微相分离程度降低。这是因 氨酯软链段结晶。聚氨酯的 T g 是软链段大分子开始
为，CB 粒子表面基团与硬段 N—H 间的结合力高于 运动的最低温度，代表软链段的迁移率和聚氨酯相
硬段 N—H 与氨酯羰基间的结合力，聚氨酯硬相区 分离行为。CB/PU 纳米纤维的 T g 与纯 PU 纳米纤维
中原有的氢键被破坏，游离羰基含量增加，最终造 接近，而 CNT/PU 的 T g 不仅比纯 PU 纳米纤维高，
成聚氨酯微相分离程度降低。3 种纳米纤维羰基峰 且随着 CNT 含量的增加差距增大。此结果表明，
的分峰结果表明，在聚氨酯预聚阶段加入 CNT，扩 CNT 分散在聚氨酯软相区中阻碍了软链段大分子的
链阶段加入 CB，可以使 CNT、CB 分别选择性地分 运动，增大了软链段移动的难度，所以 CNT/PU 纤
散在聚氨酯的软硬相区，且分别对聚氨酯的微相分 维的 T g 升高。DSC 曲线中 T g 区域的坡度可表征 PU