Page 88 - 《精细化工》2022年第2期

·292· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 39 卷

中没有羟基的吸收峰，说明 TA-MoS 2 与 WPU 进行 添加 MoS 2 制备的 WPU 胶膜得到的结论不完全一致
–1
了复合。另外，图 4c 中，1640 cm 附近出现图 4a （文献[5]中 MoS 2 的添加使得 WPU 胶膜拉伸强度与
与 b 中都没有的新吸收峰，此处归属于胍基中 C==N 断裂伸长率都下降）。首先，添加 TA-MoS 2 的胶膜
的伸缩振动吸收峰 [12] ，表明 P-TMPU 2 中胍基的存 拉伸性能下降是因为 MoS 2 为层状结构，层间通过
在，即 PHMG 成功引入到 TMPU 2 中。 范德华力固定连接，而范德华作用力较低使得 MoS 2
2.4 TMPU 系列胶膜的热稳定性测试 层间容易产生滑移现象，导致复合胶膜的拉伸强度
TA-MoS 2 对胶膜热稳定性影响见图 5 与表 3。 降低。其次，利用 TA 剥离 MoS 2 纳米片层，最终改
TA-MoS 2 的引 入对胶 膜初 始热失 重阶 段（ 200~ 善了 MoS 2 的分散不均的问题，MoS 2 可以较好地分
250 ℃）基本没有影响，胶膜 TMPU 0 和 TMPU 2 失 散在水性聚氨酯中，避免了因 MoS 2 填料分散不均
重 5%时的热分解温度（T 5% ）都在（255±1）℃范围 匀而导致复合胶膜断裂伸长率降低的问题。
内，此阶段对应 TMPU 硬链段中氨基甲酸酯键的断
裂，表明 TA-MoS 2 的引入几乎对胶膜硬链段的热稳
定性无影响；随着温度的不断升高，在 360~400 ℃
阶段可以明显看出，相同热失重下胶膜 TMPU 2 的热
分解温度明显高于 TMPU 0 ，胶膜 TMPU 2 的 T 30% 和
T 50% 分别为 324.9 和 354.9 ℃，相对于胶膜 TMPU 0
分别提高了 6.4 和 11.4 ℃，此阶段对应 TMPU 软链
段的分解，表明 TA-MoS 2 的引入会提高胶膜软链段
的热稳定性。这是因为 MoS 2 可以充当物理屏障 [18] ，

阻止气体和凝聚相之间的热量和质量传递，从而延
缓底层材料进一步燃烧。 图 6 TMPU 系列胶膜拉伸应力-应变曲线
Fig. 6 Tensile stress-strain curves of TMPU series films

表 3 TMPU 0 、TMPU 2 胶膜的 T 5% 、T 30% 和 T 50% 2.6 SEM 与 AFM 分析
Table 3 T 5% , T 30% and T 50% of TMPU 0 and TMPU 2 films
图 7a、b 为已剥离的 TA-MoS 2 的 SEM 图，图
T 5%/℃ T 30%/℃ T 50%/℃
7c 为已剥离的 TA-MoS 2 的 AFM 图及 AFM 中划线
254.9 318.5 343.5
TMPU 0 部分的高度曲线图。从图 7a、b 可看到，已剥离的
TMPU 2 256.1 324.9 354.9 MoS 2 呈片状存在，且分散性较好；从图 7c 中划线
注：T 30%和 T 50%分别为失重 30%和 50%时的热分解温度。 部分的高度曲线图可看出，大部分 MoS 2 呈现单层

片状结构，单层厚度约 0.65 nm，证明利用 TA 剥离
MoS 2 纳米片层是成功的，经 TA 剥离后的 MoS 2 具
有良好的分散性。图 7d、e、f 分别为 TMPU 0 胶膜、
TMPU 1 胶膜和 TMPU 2 胶膜表面的 SEM 图。可以看
出，未添加 TA-MoS 2 改性的 TMPU 0 胶膜表面光滑，
几乎无凸起，而添加 TA-MoS 2 改性后的胶膜表面出
现分布均匀的凸起，粗糙度增加，说明 MoS 2 成功
引入 WPU 中，并且分散性良好。图 7g 为经 PHMG
浸泡后的 TMPU 2 胶膜即 P-TMPU 2 胶膜表面的 SEM

图。由图 7g 可知，P-TMPU 2 胶膜表面凹凸不平。这
图 5 TMPU 0 和 TMPU 2 胶膜的 TG 曲线
Fig. 5 TG curves of TMPU 0 and TMPU 2 films 是因为引入 MoS 2 让胶膜拥有粗糙的表面，胶膜表
面积增大有利于接枝更多的 PHMG，使得 PHMG 在
2.5 TMPU 系列胶膜的力学性能测试 胶膜表面富集，因此将拥有更高的抗菌活性。
图 6 为 TMPU 系列胶膜的拉伸应力-应变曲线。 2.7 TMPU 系列胶膜的水接触角分析
图 8 为 TMPU 系列胶膜的水接触角图。由图 8
从图 6 可以看出，添加 TA-MoS 2 的 TMPU 1 和 TMPU 2
胶膜的拉伸性能有所下降，但断裂伸长率升高。未 可以看出，TMPU 0 、TMPU 1 和 TMPU 2 胶膜水接触
添加 TA-MoS 2 的 TMPU 0 胶膜拉伸强度为 18.0 MPa， 角分别为 63.2°、87.4°和 91.1°。显然添加 TA-MoS 2
断裂伸长率为 941.8%；TMPU 2 胶膜拉伸强度为 的 TMPU 1 和 TMPU 2 胶膜水接触角远远大于 TMPU 0
5.9 MPa，断裂伸长率为 1052.6%。这与文献[5]直接 胶膜的水接触角。与 TMPU 0 相比，TMPU 2 的水接