纳米纤维素增强形状记忆聚氨酯材料的研究.pdf

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1、第43卷第8期塑料工业CHINAPLAnCSINDUSTRY·l15·2015年8月纳米纤维素增强形状记忆聚氨酯材料的研究术赵云，陈萧宇，庞勇，李洁华，谭鸿(高分子材料工程国家重点实验室，四川大学高分子科学与工程学院，四川成都610065)摘要：首先通过对纤维素微晶酸解得到纤维素纳米晶体(CNC)，然后用其对聚氨酯(PU)进行增强改性，通过溶液法制备了形状记忆CNC／PU复合材料。通过透射电子显微镜观测了CNC的尺寸及分散情况，对CNC／PU复合材料进行了红外、力学性能、动态力学性能和形状记忆性能分析，并用扫描电子显微镜分析了复合材料的断面。结果表明，CNC在Pu基体中分散良

2、好，CNC的加入增加了与Pu之间的相互作用，增强了Pu的力学性能。CNC／PU复合材料的形状记忆性能优异。关键词：形状记忆；纳米纤维素晶体；聚氨酯；复合材料DOI：10．3969／j．issn．1005—5770．2015．08．028中图分类号：TQ323．8文献标识码：A文章编号：1005-5770(2015)08—0ll5—04StudyonCelluloseNanocrystalsReinforcedShapeMemoryPolyurethanesZHAOYun，CHENXiao—yu，PANGYong，LIJie-hua，TANHong(CollegeofPolym

3、erScienceandEngineering，StateKeyLaboratoryofPolymerMaterialsEngineering，SichuanUniversity，Chengdu610065，China)Abstract：Cellulosenanocrystals(CNCs)whichwereproducedfromcommercialmicrocrystalline—cellulosebyacidhydrolysiswereusedtoreinforcepolyurethane(PU)，andshapememoryCNCs／PUcompositeswerep

4、reparedbysolutionmethod．ThesizesanddispersionofCNCswereobservedbytransmissionelectronmicroscopy．Themechanicalproperties，dynamicmechanicalpropertiesandshapememorypropertiesoftheCNCs／PUcompositeswereinvestigated．ThefracturesurfacesofCNCs／PUcompositeswereinvestigatedbyscanningelectronmicroscop

5、e．TheresultsshowedthatCNCswerewelldispersedinthePUmatrixanditenhancedtheinteractionwithPUandthemechanicalpropertiesofthecomposites．TheCNCs／PUcompositeshowedexcellentshapememoryproperties．Keywords：ShapeMemory；CelluloseNanoerystals；Polyurethane；Composites近年来通过向聚合物基体中引入纳米粒子来增强忆性能，形状记忆聚氨酯在生物医疗领

6、域具有良好的聚合物基体的热性能及机械性能已经引起了广大学者应用前景J，如手术缝合线j、支架材料_4]、生物的极大关注。在众多纳米增强材料中，纤维素纳米晶传感器_5』、冠状动脉支架等。即便如此，形状记体是一种从纤维素纤维酸解分离而得的高度结晶棒状忆聚氨酯相对金属和陶瓷来说它的低硬度大大限制了纳米材料，因其具有优异的生物降解性能、低密度、其更广泛的应用；其次低硬度也会导致在形状记忆过高长径比、实用性强、低成本等特点，特别是纤维素程中材料表现出较低的回复力从而影响其记忆性能。具有很高的模量使得其在众多领域中备受关注⋯。为了克服上述问题，研究者们尝试添加一些增强物质聚氨酯(PU)由交

7、错的软硬段组成，因其热力来增强材料，如碳纳米管、玻璃纤维、陶瓷颗粒]。学不相容性使得聚氨酯表现出具有两相的微相分离结本文主要采用溶液法添加少量CNC制备CNC／构，为形状记忆聚氨酯材料的形状记忆性能提供了结PU复合材料，少量添加纳米纤维素既可以提升复合构基础。伴随着优异的机械性能、生物相容性、较宽材料的模量又能保证其弹性性能，而添加量过大会大的回复温度范围、良好的加工性能以及出色的形状记大降低复合材料的弹性l8J。而后对复合材料的形状四川省应用基础研究计划资助项目(2013JY0017)，高分子材料工程