【摘 要】
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热塑性聚氨酯（TPU）具有优异的的耐低温、耐磨、耐油、高回弹率等优点,在国防、国民生活、医疗等方面有着极大的应用前景。但TPU的机械强度、耐热性及耐水性仍不尽人意,限制了其进一步的应用。用纳米材料改性TPU是一种提升TPU综合性能的重要方法。本文以1.05为R值,二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）为异氰酸酯原料,聚己二酸乙二醇酯2000（PEA2000）、聚四氢呋喃2000（PTMG2000）、苯酐聚
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热塑性聚氨酯（TPU）具有优异的的耐低温、耐磨、耐油、高回弹率等优点,在国防、国民生活、医疗等方面有着极大的应用前景。但TPU的机械强度、耐热性及耐水性仍不尽人意,限制了其进一步的应用。用纳米材料改性TPU是一种提升TPU综合性能的重要方法。本文以1.05为R值,二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）为异氰酸酯原料,聚己二酸乙二醇酯2000（PEA2000）、聚四氢呋喃2000（PTMG2000）、苯酐聚酯多元醇2000（APP2000）等为低聚物多元醇原料,以1,4’-丁二醇（BDO）、乙二醇（EG）及一缩二乙二醇（DEG）为扩链剂、采用一步法合成了一系列不同硬段含量（25%,30%及35%）的TPU材料,并确定以PEA2000为软段组成、以BDO为扩链剂及硬段含量为30%作为TPU基体合成参数,此时TPU基体拉伸强度为18.94MPa,断裂伸长率为936.1%,吸水率为1.19%（25℃）和7.06%（85℃）,综合性能较好。在此基础上,采用硅烷偶联剂KH550对纳米二氧化硅（SiO2）及凹凸棒（ATP）进行表面改性得到改性的纳米SiO2（K-SiO2）与改性ATP（K-ATP）,并采用一步原位聚合法制备出了TPU/K-SiO2及TPU/K-ATP及TPU/K-SiO2/K-ATP（TPU/KS/KA）复合材料,通过傅里叶变换红外光谱仪（FT-IR）、差示扫描量热分析（DSC）、场发射扫描电子显微镜（SEM）、微机控制电子万能试验机、静态接触角测试仪及吸水性测试对复合材料进行表征,结果表明K-ATP使TPU氢键作用增强,使TPU软段玻璃化转变温度降低18.2℃,提高了TPU微相分离程度;在K-ATP含量为2wt%时TPU的50%热失重温度由367.42℃提升至382.70℃,拉伸强度提升至29.66MPa;改善了TPU的表面疏水性,吸水率降至5.60%（85℃）;K-SiO2的引入使得TPU中氢键数目略有增多,并使TPU的软段玻璃化转变温度降低了3.1℃,TPU的微相分离程度有所提高;K-SiO2添加量为2wt%时,TPU的5%热失重温度由285.78℃提高至289.47℃,热稳定性得到增强,TPU有最大的拉伸强度（49.59MPa）与较高的断裂伸长率（1691.63%）,TPU的表面疏水性及耐水性有所增加,TPU吸水率降至最低,由7.06%降至3.66%（85℃）。K-SiO2与K-ATP复配引入TPU,使得TPU中氢键数目有所增多,硬段微区的形成增多,软段玻璃化转变温度降低了6.3℃,TPU的微相分离程度提高;K-SiO2与K-ATP协同增强了TPU的力学性能,其中TPU/KS1/KA1的拉伸强度最大,其值为51.66MPa,展现出较好的协同增强效果;K-SiO2与K-ATP复配引入TPU使TPU的热稳定性有所提升,其中TPU/KS/KA在纯TPU基础上其5%热失重温度与50%热失重温度分别提高了6.7℃与6.9℃;TPU/KS/KA的表面疏水性得到增强,TPU/KS1/KA1吸水率最低,由7.06%降低至3.07%（85℃）,展现出K-SiO2与K-ATP较好的协同改性效果。
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