Page 61 - 《精细化工》2022年第12期
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第 12 期 韩雨霏，等: 磁、热双重响应的 Fe 3 O 4 /EUG 形状记忆复合材料的制备及性能 ·2427·
Fe 3 O 4 纳米粒子对基体未起到明显补强效果。 由于 Fe 3 O 4 粒子加入 EUG 基体中有两种作用，一是
可以作为成核剂，促进 EUG 大分子结晶，另外一种
是形成填料网络，限制大分子的运动，对结晶起到
阻碍作用，当 Fe 3 O 4 填充量较低（Fe 3 O 4 /EUG-10、
Fe 3 O 4 /EUG-20、Fe 3 O 4 /EUG-30、Fe 3 O 4 /EUG-40）时，
Fe 3 O 4 粒子主要作为成核剂，促进了 EUG 结晶，因
此结晶温度下降；当 Fe 3 O 4 填充量较高（Fe 3 O 4 /
EUG-50）时，填料网络起主要作用，阻碍了 EUG
结晶，因此，结晶温度上升。
a—室温（25 ℃）；b—高温（60 ℃）
图 2 Fe 3 O 4 含量对复合材料应力-应变曲线的影响
Fig. 2 Effects of content of Fe 3 O 4 on stress-strain curves
of composites
从图 2b 可看出，在高温（60 ℃）下，基体中
结晶消失，此时复合材料屈服现象及平台消失，分
子链的活动性增加，呈现出橡胶态的拉伸曲线。高温
下，EUG 材料 800%的定伸应力为 1.5 MPa，而 Fe 3 O 4 /
a—一次降温曲线；b—二次升温曲线
EUG-50 复合材料的 800%定伸应力为 2.2 MPa，比
图 3 不同 Fe 3 O 4 含量复合材料的 DSC 曲线
EUG 提升了 47%。结果表明，在高温下 Fe 3 O 4 纳米 Fig. 3 DSC curves of composites with different Fe 3 O 4
粒子在 EUG 基体中起到一定补强作用。这是由于， content
无机粒子作为填料比表面积较大，使橡胶与填料间
表 2 不同 Fe 3 O 4 含量复合材料的 DSC 数据
的界面积较大，两者间相互作用产生的结合较多， Table 2 DSC data of composites with different Fe 3 O 4
这种现象对非自补强橡胶更加明显。因为 Fe 3 O 4 / contents
EUG 复合材料在高温（60 ℃）条件下结晶消失而 降温曲线 升温曲线
样品 X c/%
无自补强效果，而纳米级的 Fe 3 O 4 颗粒因比表面积 T c/℃ ΔH c/(J/g) T g/℃ T m/℃ ΔH m/(J/g)
大产生的补强作用才能显现出来，所以在高温条件 EUG 13.4 50.1 –62.5 41.9 53.8 28.8
下 Fe 3 O 4 / EUG 复合材料力学性能有所提高。 Fe 3O 4/EUG-10 9.4 49.6 –63.6 41.8 51.5 27.6
2.3 复合材料热性能分析 Fe 3O 4/EUG-20 9.0 47.6 –63.9 41.3 49.6 26.5
图 3a 为不同含量 Fe 3 O 4 的 Fe 3 O 4 /EUG 复合材料 Fe 3O 4/EUG-30 8.4 44.5 –63.8 41.9 49.1 25.9
Fe 3O 4/EUG-40 6.2 43.7 –63.4 41.7 47.2 25.3
DSC 一次降温曲线。从图 3a 可以看出，降温过程中，
Fe 3O 4/EUG-50 10.0 43.1 –63.4 41.6 45.6 24.4
随 Fe 3 O 4 纳米粒子含量增加，复合材料结晶温度（T c ）
注：T c—结晶温度；ΔH c—结晶焓；T g—玻璃化转变温度；
对应的峰逐渐向低温区移动。表 2 为结晶峰进行积
T m—熔融温度；ΔH m—熔融焓；X c—结晶度。
分所得结晶焓（ΔH c ）。随着 Fe 3 O 4 纳米粒子的加入
量不断增加，ΔH c 由 EUG 的 50.1 J/g 逐渐下降至 图 3b 为不同含量 Fe 3 O 4 的 Fe 3 O 4 /EUG 复合材料
Fe 3 O 4 /EUG-50 的 43.1 J/g，T c 先降低后增加。这是 的 DSC 二次升温曲线。在 41 ℃出现双峰结构分别
