《表6 微量水对WPU乳液胶膜弹性模量的影响Tab.6 Effects of trace water on elastic modulus of WPU films》

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《聚氨酯预聚体中微量水扩链对其乳液性能的影响》

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材料的力学性能是衡量材料好坏的一项重要标准，高分子材料的强弱可由断裂应力大小来区分，软与硬可由弹性模量的高低来区分。由表6和图3可以看出，PU预聚体中加入水扩链后，胶膜的断裂应力比未加水扩链时有明显提高，弹性模量增大，且随着水量的增加而增大，由表7和图4得知，PU预聚体水扩链时，随着TEA用量增加，乳胶膜的断裂应力和弹性模量均增大。结果表明PU预聚体水扩链时增加水量或TEA用量，都会使PU成膜后强度增加，胶膜变硬。这主要是由于PU预聚体水扩链加剧后，硬段含量增多，相对分子质量增加，分子链间的氢键作用力增强，形成的氢键起到了“交联”的作用，从而大大提高了胶膜的强度[15]，另外，PU预聚体水扩链使硬段含量增加后，硬段间的聚集能力也逐渐增大，然而生成的N—H基团与聚醚型软段中含有的醚键形成氢键的能力不及羰基，因此有利于硬段微区的形成[16-17]，软硬段间发生相分离，硬段微区在软段基体中起到物理交联点的作用，可以防止分子链之间的相对滑移，从而使断裂应力和模量都有所提高[18]。由图3得知，PU预聚体中刚开始加入少量水，即n（H2O）∶n（NCO）=1∶4时，断裂伸长率增大了300%，继续增加水量，断裂伸长率减小，当n（H2O）∶n（NCO）=4∶4时，其断裂伸长率比未加水时有所减小，这可能是因为当加水量较少时，分子链呈线型，链段间的氢键作用力较小，缠结也较弱，由于链段间所受的束缚力较弱，且软段是柔顺性较好的聚醚，其在室温下处于高弹态，增大拉伸应力，链段容易被拉长，导致断裂伸长率增大，当水量增多后，分子链间部分发生交联，且交联度随着水量增加而增大，缠结作用增强，又硬段间的氢键作用力增大，促进了微相分离，拉伸时尽管应力增加，但由于受到链段的束缚增强，因此断裂伸长率反而会有所减小。