异氰酸酯化碳纳米管/热塑性聚氨酯复合材料的原位制备及性能研究

选用聚氨酯常用原料甲苯-2,4-二异氰酸酯(TDI)对碳纳米管(CNT)进行表面改性,制得异氰酸酯功能化CNT(CNT-NCO);再经原位聚合使CNT-NCO参与聚氨酯基体聚合反应,制备CNT-NCO/热塑性聚氨酯弹性体(TPU)复合材料。采用FT-IR、TG、DSC、XRD、SEM、维卡软化温度和拉力试验机等测试手段,表征分析了CNTNCO的表面结构及其含量对CNT-NCO/TPU复合材料结构与性能的影响。结果表明,TDI成功对CNT进行了表面改性;CNT-NCO的加入降低了TPU微相的分离程度,其异相成核作用提高了TPU硬段相的结晶性能;CNTNCO/TPU复合材料耐热性能和力学性能明显提高,与纯TPU相比,当CNT-NCO含量为0.1%(wt,质量分数)时,复合材料维卡软化温度提高32℃,拉伸强度提高约15MPa,断裂伸长率提高约21%。