Page 92 - 《精细化工》2022年第6期

·1158· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 39 卷

图 3 PEG10000（a）、PU（b）和 PU/APDMS-1/CNTs（c） 图 5 PU/CNTs 及 PU/APDMS-1~4/CNTs 的应力-应变曲线
的 XRD 谱图 Fig. 5 Stress-strain curves of PU/CNTs and PU/APDMS-
Fig. 3 XRD patterns of PEG10000 (a), PU (b) and PU/ 1~4/CNTs
APDMS-1/CNTs (c)
由图 5 可知，与未加入 APDMS 的 PU/CNTs 相比，
图 4 为 PU/APDMS-1~4/CNTs 的弯曲形态照片。 PU/APDMS-1~4/CNTs 的柔韧性明显增强。PU/CNTs

在 1.38 MPa 的应力下发生断裂，即刚性较强，而随
着 APDMS 含量的增加，PU/APDMS-1~4/CNTs 的应
力和应变也随之增加，其应力分别为 2.35、2.92、
5.07、5.57 MPa，对应的应变分别为 3.86%、6.98%、
14.85%、21.36%，表现出较好的柔韧性和机械强度。
2.2 PU/APDMS/CNTs 的热性能分析
相变性能是相变材料的重要指标，对制备的一
系列 PU/APDMS/CNTs 相变材料进行了 DSC 测试，

PU/APDMS-1~4/CNTs 的 DSC 曲线如图 6 所示，升

图 4 PU/CNTs（a）、PU/APDMS-4/CNTs（b、c）及 PU/ 温和降温过程的相变焓值（∆H m 和∆H c ）和相变温度
APDMS-1~4/CNTs（d~g）的形态对比 （T m 和 T c ）如表 2 所示。
Fig. 4 Morphology comparison of PU/CNTs (a), PU/ APDMS-4/
CNTs (b, c) and PU/APDMS-1~4/CNTs (d~g)

由图 4a 可以看到，未加入 APDMS 的 PU/CNTs
在外力作用下很容易断裂。相比之下，加入 APDMS
后，PU/APDMS-4/CNTs（图 4b、c）相变材料可以

进行弯曲旋转。这是由于在 APDMS 分子中 Si—CH 3
中的—CH 3 垂直于 Si—O—Si 所在平面，且 Si—C
键键长大于 C—C 键键长，因此—CH 3 中的 3 个氢
原子呈撑开状态，从而能够任意旋转而使相邻的 Si—
O—Si 分子链段间距变大，具有优异的柔顺性 [23] 。同
图 6 PU/APDMS-1~4/CNTs 的 DSC 曲线
时由图 3c 可以看到，加入 APDMS 后，PEG10000
Fig. 6 DSC curves of PU/APDMS-1~4/CNTs
的结晶峰强度明显下降，这是由于 APDMS 的位阻
较大，阻止了结晶结构的生成，在软段中打断了 从图 6 和表 2 可见，PU/APDMS-1~4/CNTs 的
PEG10000 的长链结晶所带来的刚性大的问题 [24] 。 熔化相变温度（T m ）区间为 49.0~53.1 ℃，结晶相
因此，APDMS 的加入很好地改善了相变材料刚性 变温度（T c ）区间为 29.9~32.4 ℃。PU/APDMS-1/
大、易断裂的问题，且随着 APDMS 含量的增加， CNTs 的相变焓值为 88.3 J/g，随着 APDMS 含量的
PU/APDMS-1~4/CNTs 相变材料的柔性也越来越明 增加，PU/APDMS/CNTs 的相变焓值减小，这是由
显（图 4d~g）。 于非相变成分 APDMS 的加入使有效相变成分所占
随后对 PU/CNTs 及 PU/APDMS-1~4/CNTs 进行 比例降低，且 APDMS 的加入影响了 PEG10000 长
了拉伸测试，以表征其柔韧性，结果如图 5 所示。 链结晶。