多巴胺改性玄武岩纤维对聚酯型TPU性能的影响

采用多巴胺溶液对玄武岩纤维(BF)进行表面改性,成功制备了聚多巴胺(PDA)改性BF(PDA–BF),然后通过熔融共混方法制备了聚酯型热塑性聚氨酯弹性体(TPU)/BF复合材料和高模量的聚酯型TPU/PDA–BF复合材料,研究了纤维含量和纤维改性过程中多巴胺溶液浓度对TPU/BF复合材料力学性能、流变性能、热性能以及微观形貌等的影响.结果表明,随BF含量的增加,TPU/BF复合材料的拉伸弹性模量不断增加,但其拉伸强度和断裂伸长率均出现明显下降.纤维经表面改性处理后,TPU/PDA–BF复合材料具备优异的拉伸性能;当多巴胺溶液浓度为1.5 g/L、纤维含量为3％时,TPU/PDA–BF复合材料的拉伸弹性模量为63.30 MPa,较纯聚酯型TPU提高了37.22％,与TPU/BF复合材料的拉伸弹性模量相差不大;其拉伸强度和断裂伸长率分别为27.71 MPa和461.59％,较TPU/BF复合材料分别提高了25.05％和27.95％.另外,TPU/PDA–BF复合材料的热稳定较纯TPU有所改善,且流变性质并未发生明显变化;微观形貌分析显示,TPU/PDA–BF复合材料拉伸断面中纤维表面聚集大量聚合物丝状物,说明PDA–BF与聚酯型TPU基体间的界面粘结力得到了显著提高.