不同比例TPU／SIR動(dòng)態(tài)硫化制備的彈性體力學(xué)性能
隨著SIR含量的增加，，11PU／SIR彈性體的拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率及在到達(dá)50／50質(zhì)量比之前的硬度都為逐漸降低的趨勢(shì)，拉伸長(zhǎng)久變形先減小后增大，回復(fù)比先升高后降低。交聯(lián)的SIR在高剪切力的作用下，細(xì)化成小顆粒分散在TPU基體連續(xù)相中，體現(xiàn)了彈性體的力學(xué)性能；隨著SIR含量的增加，透明TPU和SIR兩相接觸面積增大，但其本身固有的不相容性致使復(fù)合后的彈性體拉伸強(qiáng)度與斷裂伸長(zhǎng)率逐漸降低。當(dāng)共混比為40／60時(shí)，降低明顯，且試樣表面粗糙
隨著共混溫度的增加，分子鏈間距離增大，流動(dòng)性增強(qiáng)，所受阻力減小，熔體的表觀(guān)黏度逐漸降低。在低剪切速率下(≤300 s。1)，共混物熔體對(duì)溫度的敏感性差別較小，隨著剪切速率的增加，共混物熔體在較高的溫度下，分子鏈更易于解纏結(jié)，易沿流動(dòng)方向取向，表觀(guān)黏度降低更明顯，對(duì)溫度的敏感性增強(qiáng)。
PU/MWNTs定向納米纖維制備及壓阻特性研究
以碳納米管作為填料的聚合物/碳納米管復(fù)合材料不但具有良好的力學(xué)性能,還具有獨(dú)特的電學(xué)性能,可廣泛應(yīng)用于光、電、磁、生物功能材料中。由于碳納米管本身是一維的,它在聚合物基體中的有序排列對(duì)聚合物/碳納米管復(fù)合材料的電學(xué)、力學(xué)、熱學(xué)性能有較大影響。
透明TPU/MWNTs復(fù)合材料兼具透明TPU和MWNTs優(yōu)點(diǎn),透明TPU是良好的聚合物/碳納米管復(fù)合材料,潘勝?gòu)?qiáng)等通過(guò)靜電紡絲技術(shù)制備了PU/MWNTs復(fù)合纖維,并將纖維收集成無(wú)紡布形式,研究了其形態(tài)及力學(xué)性能。本文利用靜電紡絲技術(shù)制備了TPU/MWNTs纖維,并用自制的平行極板接收裝置將纖維收集成定向排布的形式,實(shí)現(xiàn)了MWNTs在纖維內(nèi)的均勻有序分布,研究了纖維的壓阻特性,并通過(guò)與澆注法制備的TPU/MWNTs膜的壓阻特性進(jìn)行對(duì)比分析,揭示了MWNTs的均勻有序分布對(duì)TPU/MWNTs復(fù)合材料壓阻特性的影響規(guī)律,有助于推進(jìn)TPU/MWNTs復(fù)合材料在纖毛感受器等微傳感器領(lǐng)域的應(yīng)用研究。
為MWNTs的有序分布使纖維內(nèi)更容易形成導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò),隨著拉伸應(yīng)變的增加,大量的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)被破壞,表現(xiàn)出了良好的壓阻敏感性,繼續(xù)增加MWNTs的含量雖然能在一定程度上進(jìn)一步完善導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò),但也會(huì)使MWNTs之間的疊加更加緊密而難以破壞,壓阻敏感性反而減弱。而MWNTs的隨機(jī)分布使膜內(nèi)不容易形成導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò),當(dāng)MWNTs含量為2.91%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))時(shí)形成的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)較少,表現(xiàn)出了較差的壓阻敏感性。
在8%的應(yīng)變范圍內(nèi),各種混合比的纖維都表現(xiàn)出良好的線(xiàn)性,而復(fù)合膜在MWNTs含量較高時(shí)會(huì)出現(xiàn)敏感度拐點(diǎn),呈現(xiàn)非線(xiàn)性。
這主要是因?yàn)镸WNTs在纖維內(nèi)有序分布,所形成的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)松緊程度一致,隨著拉伸應(yīng)變的增加,導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)均勻破壞,表現(xiàn)出良好的線(xiàn)性度。而MWNTs在膜內(nèi)呈無(wú)序分布,所形成的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)松緊不一,連接較松的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)比較容易破壞,連接較緊的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)比較難破壞。
結(jié) 論
利用靜電紡絲技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)MWNTs在透明TPU基體中的有序分布,當(dāng)MWNTs含量為2.91%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))時(shí),纖維就表現(xiàn)出了*佳的壓阻特性(Gaugefactor約為11.4),比同質(zhì)量分?jǐn)?shù)下膜的壓阻特性有較大提高,同時(shí)在8%的拉伸應(yīng)變內(nèi)電阻的相對(duì)變化量與應(yīng)變值維持良好的線(xiàn)性關(guān)系,線(xiàn)性度優(yōu)于復(fù)合膜。