涂層膜原膜的表面緊密,結構完整,沒有微孔結構,其透濕機理是無孔透濕。共混PEG后,無論從分子量的變化,還是共混比的變化和交聯劑的變化,其表面結構依然平整,成膜性較好,仍然以親水性透濕機理為主,說明PEG能與原膜混溶性較好,與交聯劑交聯,從而賦予涂層膜新的性能。
3·1·2PEG共混膜的紅外光譜分析
PEG與PU的共混膜的紅外光譜圖如下[8]:
從上面的紅外圖譜中作以下分析:
譜圖中的1107.2cm-l處出現較強的C-O基的伸縮振動吸收峰,1716.8cm-l處出現中等強度的C-0基的伸縮振動吸收峰,在3360.3cm-l、3522.3cm-l處分別出現了氫鍵化的N-H基(締合)的伸縮振動諧和游離的N-H基的伸縮振動譜,在2870.3cm-l,是C-H伸縮振動譜,這些都是聚氨酯的特征譜帶。譜圖中吸收峰的位置、強度略有變化,說明PEG的混合沒有改變PU的基本特征,但改變了PU的聚集態結構,微相分離的特性。
由圖中可看出,在PU中進行:PEG物理共混后,在1107.2cm-l、1716.8cm-l、3522.3cm-l、3360.3cm-l處的吸收峰都有不同程度的減弱,且3522.3cm-l處游離N-H基吸收峰和3360.3cm-l處氫鍵化N-H基吸收峰都有向低波數移動的趨勢。這是由于PEG共混時,加入交聯劑與PEG進行交聯。形成網狀結構的化合物,它的存在使PU膜的聚集態結構的無序度增大(表現為波峰吸收強度的減弱),有利于PU結構中微相的分離,這也從分子結構角度說明了PEG的加入有利于膜透濕性的提高。
PEG分子中含有大量的醚鍵,與PU分子中的N-H能形成氫鍵,使N-H基的氫鍵化程度提高,表現為在3522.3cm-l處游離N-H基吸收峰和3360.3cm-l處氫鍵化N-H基吸收峰都有低波數移動的現象.
從PEG400與PEG1000的共混譜圖比較,發現PEG1000的共混使上述的吸收峰的強度減弱得更多,這是因為隨著PEG的分子量的增大,對PU聚集態結構的無序度的膨響更大,(吸收峰強度更低),同時PEG分子量更大,與交聯劑形成的化合物的空間阻礙作用不利于氫鍵的形成,使PU中N-H基的氫鍵化程度受到影響,所以表現為PEGl000的低波數位移較PEG400要小。
3·2 PEC與PU共混膜的熱調節性能
3·2·l PEG的熱性能
同許多高聚物一樣,PEG結構中有結晶區和無定形區,使在一定條件下這兩個區域會相互轉變,即在冷熱循環過程中,PEG超分子結構會發生相的轉變。加熱時,PEG結晶熔融,產生相變。吸收熔融熱。若將其冷卻,則生成結晶,恢復結晶相后放出結晶熱。我們用DSC差熱分析儀進行PEG發生相轉變時的熱分析[9]。如PEGl000,在44.96℃時產生熔融相,產生吸熱峰,熔融熱為150.38J/g,在16.46℃時,產生結晶相,形成放熱峰,結晶熱為137.26J/g。由此可見,當溫度在一定范圍內變化時,即Tm和Tc時,PEG可吸收或放出熱量,熱量為熔融熱和結晶熱,從而表現為熱活性。Tm、Tc表示了
PEG產生熱活性的溫度范圍,Hf、Hc決定了PEG熱調節程度的大小。
PEG600、800和l000的熱活性值表l和PEGl000的DSCl曲線圖7。
表lPEG純物質的熱活性
注:Tm熔融溫度,Tc結晶溫度。Hf為熔融熱,Hc為結晶熱。