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偶氮液晶基元封端聚氨酯及与PP复合材料的结构与性能

王兴宁  
【摘要】:液晶聚氨酯作为一种新型功能材料,在新材料的研究领域受到了越来越多的重视。本文利用偶合反应制备出一种新型芳香族偶氮液晶基元并用其对一系列聚氨酯预聚体进行封端,合成出一系列芳香族偶氮液晶聚氨酯。利用傅里叶红外光谱仪(FTIR)、核磁共振仪(NMR)和紫外分光光度计(UV)对偶氮液晶基元(LCU)和偶氮液晶聚氨酯(LCPU)系列的结构进行了表征;热重分析(TGA)表明偶氮液晶基元较偶氮液晶聚氨酯系列的热稳定性差;差示扫描量热分析(DSC)表明偶氮液晶基元的熔点为148.44℃,而偶氮液晶聚氨酯系列从室温到233.45℃并没有发生相转变;x-射线衍射(XRD)曲线分析表明偶氮液晶基元晶体结晶度很高,偶氮液晶聚氨酯系列均为向列型液晶,分子链间距d≈0.42nm。利用偏光显微镜(POM)观察偶氮液晶基元和偶氮液晶聚氨酯的液晶行为,发现偶氮液晶基元和偶氮液晶聚氨酯既是溶致液晶又是热致液晶;偶氮液晶基元的临界浓度Cq*=2%;偶氮液晶聚氨酯系列浓度Cq*=3%~6%;预聚体TDI与PEG-400摩尔比为4:3的偶氮液晶聚氨酯在升温过程中一直呈现出稳定的典型的向列相丝状液晶织构。研究了芳香族偶氮液晶聚氨酯材料对聚丙烯(PP)复合材料力学性能的一些影响。选取样品LCPU(4:3)与PP材料混合加工,经测试发现,随着LCPU添加量的增加对PP材料弯曲强度的影响并不规则,添加量3%时提高了17.52%,而添加量6%时降低了9.99%。在冲击强度测试中,所有添加了LCPU(4:3)的样品均高于PP纯样,在添加量6%最高,提高了196.70%。


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