文档介绍：华侨大学
硕士学位论文
TPU/PA6共混体系的结构与性能研究
姓名:陈宏伟
申请学位级别:硕士
专业:材料学
指导教师:林志勇
20101201
华侨大学硕士学位论文摘要
摘要

本论文采用熔融共混方法,利用PA6改性制备了综合性能优异的TPU/PA6
复合材料,有望进一步扩展TPU应用领域。本文通过DSC、WAXD、TGA、SEM、
力学性能和流变等测试手段研究了复合材料的结构、性能,并对其可能存在
的氢键自组装机理进行了探讨。主要研究结果如下:
1. 理论计算表明 TPU 和 PA6 存在一定相容性,TPU 软段与 PA6 的相容性优于
硬段;表面接触角实验证明 TPU/PA6 之间存在良好的相容性。
2. FTIR 分析结果表明:TPU 和 PA6 存在化学反应,变温红外结果显示 TPU/PA6
体系的氢键发生破坏与重建。由拟合结果显示随着 PA6 含量增加,TPU
中游离羰基数量增加,表明软段与硬段相分离程度变大。根据变温红外
和 HBI 数值,提出熔体中氢键自组装的概念,指出 PA6 含量为 %-10%
时,体系的氢键自组装主要发生在软硬段混合区,也即 PA6 分子链依靠
与 TPU 分子链的氢键作用,缠结在 TPU 软段与硬段之间。
3. DSC 分析结果表明:PA6 的引入使 TPU/PA6 共混材料的玻璃化温度下降。
当 PA6 含量为 %-10%时,发生在软硬段混合区的自组装使得 PA6 分子
链隔离屏蔽了软硬段之间的氢键作用,软段分子链的束缚力减弱导致此
含量下体系玻璃化温度有显著的降低;同时 TPU/PA6 共混材料熔融温度
也呈现降低趋势,并且在 PA6 含量为 %-10%范围内也出现明显转折。
4. WAXD 分析结果表明:TPU/PA6 共混材料中的 PA6 不呈现出典型的晶型,
I
华侨大学硕士学位论文摘要
PA6 为非晶态或结晶度很小。
5. 力学性能测试及 SEM 表明,纯 TPU 拉伸断裂呈典型的韧性断裂;PA6 含量
为 %-10%时,TPU/PA6 共混材料断裂伸长率为纯 PA6 的 115%,均表现
为韧性断裂。少量 PA6 与 TPU 能达到工程上的相容性。

关键词: PA6 TPU 氢键自组装结构性能
II
Abstract

Thermoplastic polyurethane (TPU)/polyamide 6(PA6) melt blends were prepared.
Experiments were carried out to investigate the hydrogen-bonded self-assembly and its effects
on the structure and properties of TPU/PA6. It was found that the groups(urethane and ester
groups) of TPU hard and soft bined with the amide group of PA6 to form new
hydrogen bond through hydrogen-bonded self-assembly during the melt blending process, and
the intrinsic hydrogen bond structure of TPU was obviously influenced as a result. Mechanical
tests indicated that the hydrogen-bonded self-assembly in TPU/PA6 melt blends could shield
part of interaction in hard and soft segment of TPU. As a result, the TPU/PA6 melt blends
received notable improvement of toughness without obvious decrease in the tensile strength.
1. The groups(urethane and ester groups) of hard and soft bine with the
amide group of PA 6 to form new hydrogen bond through hydrogen-bonded self-