聚氨酯涂膜弹性模量的AFM测定及微观结构分析

为测定聚氨酯涂膜的弹性模量,建立了正三棱锥形态原子力显微镜(AFM)探针与涂膜的力学接触模型。同时,通过分析AFM的力学测试曲线,得出了探针与涂膜之间的力-压痕深度关系,并将其与力学接触模型相结合,确定了涂膜的弹性模量。此外,通过正电子湮灭技术测试了涂膜的微观结构,并与其弹性模量进行了对比分析。最后,采用灰色关联理论对微观结构参数与涂膜弹性模量的相关性进行了研究。结果表明:涂膜的弹性模量测定结果为6.118~6.917 MPa,与现有文献中聚氨酯涂膜弹性模量的研究结果一致,证明该方法测定结果准确。由于自由体积尺寸及含量的增大降低了基材对其分子链段运动的限制能力,故涂膜的弹性模量与其自由体积孔径及自由体积分数均呈负相关性,其中,涂膜的自由体积平均孔径对其弹性模量的影响程度更高。