晶须化学改性前后对聚氨酯胶粘剂性能的影响

晶须与基体界面的结合状况是晶须能否对复合材料起到补强增韧的一个关键因素。界面结合力太强，晶须可以增强但没有增韧效果，呈脆性断裂特征；界面结合力太弱，外界负载不能被有效地传递给晶须，起不到补强增韧的效果；当界面结合力适当时，既能有效地将负载由基质传递给晶须，又可以使裂纹尖端后部的开裂区能够形成，晶须补强增韧效果明显。
表1改性和未改性晶须对聚氨酯胶粘剂性能的影响
产品 拉伸强度（/MPa） 初粘强度(/KN.m-1) 剥离强度(/KN.m-1) 粘度(/mPa.s) 固含量(/%)
未加晶须 40 2.6 5.6 1500 20
加未改性晶须 43 2.9 6.3 1550 21.2
加改性晶须 56 3.8 8.5 1650 21.6

从表1可以看出,晶须的加入可以提高聚氨酯胶粘剂的综合力学性能.加入未经化学改性的CaSO4晶须可使聚氨酯的力学性能有一定的提高,但效果不是很明显;而用硅烷偶联剂处理过的晶须效果十分明显,拉伸强度较未加晶须前提高了16MPA,初粘性提高了1.2KN/M,终粘剥离强度提高了2.9KN/M.这是因为选用硅烷偶联剂对CaSO4晶须表面进行预处理后,晶须与基体之间界面粘接作用增强,随着界面粘合状态的增强,聚氨酯胶粘剂的力学性能有了明显的提高.同时, CaSO4晶须的FTIR结果表明晶须含有少量羟基,偶联剂与晶须接触后,分子中烷氧基通过与CaSO4晶须表面的羟基作用形成一层偶联的单分子膜,在填料表面包覆一层类似表面活性剂的过渡层,起到”分子桥”的作用,使晶须与基体之间形成良好的粘接界面,增加界面的粘合,这样容易引发基体剪切屈服,从而消耗大量断裂能.而且在材料经受破坏时,易引发微裂纹,终止裂纹扩展,有利于应力传递使复合材料的强度和韧性大大提高。