Page 76 - 《精细化工》2022年第2期

·280· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 39 卷

的划痕，在温度的作用下，划痕会自发修复。通过力
学测试结果，根据式（1）可以计算得到 OHWPU 的
自修复效率（SHE）：

SHE/%  a  100 （1）
 i
式中：σ a 和 σ i 分别为修复后和初始最大拉伸强度，
MPa。
2.4.1 OHWPU 自修复时间的选择
对 OHWPU-5%胶膜进行了不同修复时间的力
学测试，结果如图 4 所示。

图 5 不同 OP550 含量的 OHWPU 胶膜的力学性能（a）及
80 ℃修复 3.0 h 的力学性能（b）

Fig. 5 Mechanical properties of OHWPU films at different
图 4 OHWPU-5%胶膜不同修复时间的力学性能 OP550 content (a) and mechanical properties after
Fig. 4 Mechanical properties of OHWPU-5% film at different repairing at 80 ℃ for 3.0 h (b)
repair times
表 3 不同 OP550 含量的 OHWPU 胶膜的自修复效率
从图 4 可以看出，随着修复时间的延长，胶膜 Table 3 Self-repair efficiency of OHWPU films with different
OP550 content
修复后的拉伸强度不断提高，修复效率越来越高。
80 ℃，3.0 h
当修复时间达到 3.0 h 时，修复效率为 93%，继续延 样品 初始应力/MPa 自修复效率/%
应力/MPa
长修复时间，样品的拉伸强度增长幅度较小。本着
HWPU 10.02 9.86 98.4
节约能源和获得良好的修复效率的双重原则，选定 OHWPU-5% 5.68 5.30 93.3
修复时间为 3.0 h。 OHWPU-10% 5.16 4.87 94.4
2.4.2 OHWPU 自修复性能 OHWPU-15% 4.71 4.70 99.8
图 5 为不同 OP550 含量的 OHWPU 胶膜的力学 OHWPU-20% 4.30 4.64 107.9
性能，结果列于表 3。由图 5 和表 3 可知，OHWPU
2.5 OHWPU 胶膜的阻燃性能
胶膜的自修复效率均在 95%附近波动，前后变化不
表 4 为胶膜的 LOI 和锥形量热测试得到胶膜的
大，这是因为，引入的 OP550 与 HEDS 之间几乎没
点燃时间（TTI）、热释放速率峰值（PHRR）、平均
有相互作用，即阻燃剂的加入不会影响到二硫键的
热释放速率（AHRR）、总热释放量（THR）、平均
修复能力。OP550 的引入引起力学性能的下降，主
有效热释放量（AEHC）。从表 4 可以发现，当 OP550
要有两方面的原因：一是 OP550 含量越多，聚氨酯
含量≥15%时，LOI > 27.0%，一般认为达到了难燃
分子链上含有的磷酸酯和醚链等软段的比例就越 材料级别 [15] 。OHWPU-20%胶膜的 LOI 达到 29.0%，
高，分子链软段的相互作用就越强；二是 OP550 结 相比未加阻燃剂改性的 HWPU 胶膜提高了 7.4%。
构单元的聚醚柔性链相比 PPG 短，内聚能低，键旋 这是因为，WPU 分子链中含有的磷元素产生了足够
转位垒小，分子链的柔顺性更好。由此造成了随 的非燃烧液态磷酸膜 [16] ，有效地隔绝了 O 2 ，抑制其
OP550 含量的增加，胶膜的力学强度下降，当 OP550 燃烧。随着 OP550 含量的增加，胶膜的 TTI 延长，
含量为 20%时，OHWPU-20%的拉伸强度为 4.30 MPa， 其中 HWPU 的 TTI 最短，为 12 s；胶膜热释放的相
在 80 ℃修复 3.0 h 的条件下，拉伸强度达到 4.64 MPa， 关参数呈现先增大后减小的变化趋势，这是因为，
自修复效率达 107.9%。 P—C 键的低键能使其在点火时受热易分解产生磷