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本文以4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、聚四亚甲基醚二醇(PTMG)、1,3-丙二醇(PDO)为原料,采用预聚体法合成热塑性聚氨酯(TPU),确定了预聚体在80℃下的最佳反应时间为90min,在室温氮气氛围条件下,预聚体保存24h异氰酸根(-NCO)含量不会出现明显下降,同时利用FTIR、DSC、力学性能测试等手段探究了硬段含量对TPU性能的影响,结果表明,硬段含量增加,TPU的氢键化程度、玻璃化温度、硬段熔融温度、拉伸强度、撕裂强度、硬度、模量均随之增大,软段结晶熔融温度及断裂伸长率随之减小,在硬段含量33%-45%范围内,TPU呈现“海-岛”结构,且随硬段含量增加,微相分离程度逐渐增加。为研究扩链剂结构的微小变化对TPU氢键化程度、热性能、力学性能的影响,以MDI、PTMG合成预聚体,在保证预聚体相同-NCO含量条件下,采用乙二醇(EG)、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇(BDO)、1,6-己二醇(HDO)、1,2-丙二醇(PG)五种扩链剂合成TPU,经FTIR、DSC及力学性能测试,结果表明,随着偶数碳原子扩链剂分子链的长度增加,合成的TPU的氢键化程度逐渐降低;奇数碳原子扩链剂合成的TPU的氢键化程度低于相邻偶数碳原子数合成的TPU;含侧基的扩链剂合成的TPU硬段结构规整性被打破,氢键化程度最低。1,4-丁二醇为扩链剂的TPU玻璃化温度最低,为-44.4℃,而1,6-己二醇为扩链剂的TPU拉伸强度最高,达36.9MPa。同样的预聚体,将EG和BDO按不同比例混合进行扩链,同样进行FTIR、DSC和力学性能分析,结果表明,二者混合后制备的TPU氢键化程度均低于单独作为扩链剂制备的TPU,且二者摩尔比越接近1:1,氢键化程度越低,EG和BDO混合后,TPU硬段熔融温度、拉伸强度、撕裂强度、硬度、模量均下降,玻璃化温度和断裂伸长率提升。特别地,混合比例n(EG):n(BDO)=1:2时,拉伸强度提高至29.2MPa,断裂伸长率降低至353%。本文还以异氟尔酮二异氰酸酯(IPDI)接枝改性氧化石墨烯(GO)得到改性氧化石墨烯(iGO),采用MDI、PTMG、BDO、iGO以原位聚合方式制备氧化石墨烯/聚氨酯复合材料(iGO/PU),通过FTIR、Raman、XRD、TGA、电子拉力机等对iGO和iGO/PU测试,结果表明,60℃下反应24h接枝率比反应12h高,冷冻干燥方式相比于60℃氮气氛围烘干更有利于保留iGO上未反应的-NCO,随iGO添加量的增加,iGO/PU模量、硬度增加,断裂伸长率减小,拉伸强度和撕裂强度先增后降,当iGO添加量为0.6wt%时,iGO/PU拉伸强度从纯PU的9.5MPa增加至14.7MPa。