Page 45 - 《精细化工》2023年第2期

第 2 期 任龙芳，等: 疏水花生壳/聚氨酯复合泡沫的制备与油水分离性能 ·267·

图 5 所示。未负载 H-PSP 的 PUF 的水接触角为 92.0°。 确定 H-PSP 的最佳负载量为 10%，以 PUF 和 H-PSP-
而当 H-PSP 的用量为 5%时，H-PSP-PUF-5 的水接 PUF-10 做后续表征和吸附实验。
触角达到了 126.2°，与改性前相比提高了 34.2°。与
PUF 相比，H-PSP-PUF-10 的静态水接触角达到
142.4°，较 PUF 提高了 50.4°，说明 H-PSP 的负
载能够很大程度上提高聚氨酯泡沫的疏水性。原因
有两方面：一方面，H-PSP 的负载提高了聚氨酯泡
沫的表面粗糙度；另一方面，通过 HDTMS 改性的
PSP，长碳链硅氧烷有向表面迁移的倾向，降低了
表面能。在两种因素的共同作用下，H-PSP-PUF-n
的疏水性得到了很大提升。但随着负载量的进一步
增大，H-PSP-PUF-n 的水接触角虽然仍在增大，可
能是因为其表面的改性基本达到了饱和，导致后续
水接触角的增幅趋于稳定。

图 6 H-PSP-PUF-n 的拉伸（a）与压缩（b）应力-应变
曲线
Fig. 6 Stress-strain curves of stretch (a) and compression (b)
of H-PSP-PUF-n

图 5 H-PSP-PUF-n 的水接触角 2.3 结构表征
Fig. 5 Water contact angle of H-PSP-PUF-n 2.3.1 PUF 和 H-PSP-PUF-10 的 FTIR 谱图分析

2.2.2 H-PSP-PUF-n 的力学性能分析 PUF 和 H-PSP-PUF-10 的红外光谱如图 7 所示。

图 6 显示了 H-PSP-PUF-n 的拉伸（图 6a）和压
缩（图 6b）应力-应变曲线。由图 6a 可知，随着 H-PSP
负载量的增加，H-PSP-PUF-n 的拉伸性能先增强后
减弱。当 H-PSP 的用量≤10%时，H-PSP 上残余的
羟基会和聚氨酯预聚体的异氰酸酯基团发生交联反
应，加强了两者之间的黏结力，物理填充和化学结
合的共同作用使得材料的拉伸强度提升。但随着负
载量的进一步增加，多余的 H-PSP 仅起到填料的作
用，破坏了聚氨酯泡沫的连续相，从而引起拉伸强

度的下降 [40] 。可以看出，聚氨酯泡沫的拉伸性能在
图 7 PUF 和 H-PSP-PUF-10 的 FTIR 谱图
H-PSP 负载量为 10%时达到最优状态。
Fig. 7 FTIR spectra of PUF and H-PSP-PUF-10
由图 6b 可知，相较于 PUF，H-PSP-PUF-n 具有
–1
更大的抗压强度。这是因为 H-PSP 属于刚性材料， 从 PUF 的 FTIR 谱图可以看出，1602 cm 处为
相比于软质的聚氨酯泡沫，具有更好的抗压缩性能。 苯环的骨架振动峰，C==O 的伸缩振动峰出现在
–1
–1
抗压缩性能的提高有利于后续吸附应用时泡沫对油 1714 cm 处，1222、1078、941 cm 处对应 C—O
–1
的存储，减少了机械碰撞等造成泡沫形变而导致油 的伸缩振动峰，1535 cm 处为 N—H 的弯曲振动吸
的外溢。 收峰 [41] 。与 PUF 相比，H-PSP-PUF-10 的 FTIR 谱图
–1
结合复合泡沫的疏水性和力学性能测试结果， 在 2912、2854 cm 处出现了双峰，对应于长烷基链