涂层膜原膜的表面紧密,结构完整,没有微孔结构,其透湿机理是无孔透湿。共混PEG后,无论从分子量的变化,还是共混比的变化和交联剂的变化,其表面结构依然平整,成膜性较好,仍然以亲水性透湿机理为主,说明PEG能与原膜混溶性较好,与交联剂交联,从而赋予涂层膜新的性能。
3·1·2PEG共混膜的红外光谱分析
PEG与PU的共混膜的红外光谱图如下[8]:
从上面的红外图谱中作以下分析:
谱图中的1107.2cm-l处出现较强的C-O基的伸缩振动吸收峰,1716.8cm-l处出现中等强度的C-0基的伸缩振动吸收峰,在3360.3cm-l、3522.3cm-l处分别出现了氢键化的N-H基(缔合)的伸缩振动谐和游离的N-H基的伸缩振动谱,在2870.3cm-l,是C-H伸缩振动谱,这些都是聚氨酯的特征谱带。谱图中吸收峰的位置、强度略有变化,说明PEG的混合没有改变PU的基本特征,但改变了PU的聚集态结构,微相分离的特性。
由图中可看出,在PU中进行:PEG物理共混后,在1107.2cm-l、1716.8cm-l、3522.3cm-l、3360.3cm-l处的吸收峰都有不同程度的减弱,且3522.3cm-l处游离N-H基吸收峰和3360.3cm-l处氢键化N-H基吸收峰都有向低波数移动的趋势。这是由于PEG共混时,加入交联剂与PEG进行交联。形成网状结构的化合物,它的存在使PU膜的聚集态结构的无序度增大(表现为波峰吸收强度的减弱),有利于PU结构中微相的分离,这也从分子结构角度说明了PEG的加入有利于膜透湿性的提高。
PEG分子中含有大量的醚键,与PU分子中的N-H能形成氢键,使N-H基的氢键化程度提高,表现为在3522.3cm-l处游离N-H基吸收峰和3360.3cm-l处氢键化N-H基吸收峰都有低波数移动的现象.
从PEG400与PEG1000的共混谱图比较,发现PEG1000的共混使上述的吸收峰的强度减弱得更多,这是因为随着PEG的分子量的增大,对PU聚集态结构的无序度的膨响更大,(吸收峰强度更低),同时PEG分子量更大,与交联剂形成的化合物的空间阻碍作用不利于氢键的形成,使PU中N-H基的氢键化程度受到影响,所以表现为PEGl000的低波数位移较PEG400要小。
3·2 PEC与PU共混膜的热调节性能
3·2·l PEG的热性能
同许多高聚物一样,PEG结构中有结晶区和无定形区,使在一定条件下这两个区域会相互转变,即在冷热循环过程中,PEG超分子结构会发生相的转变。加热时,PEG结晶熔融,产生相变。吸收熔融热。若将其冷却,则生成结晶,恢复结晶相后放出结晶热。我们用DSC差热分析仪进行PEG发生相转变时的热分析[9]。如PEGl000,在44.96℃时产生熔融相,产生吸热峰,熔融热为150.38J/g,在16.46℃时,产生结晶相,形成放热峰,结晶热为137.26J/g。由此可见,当温度在一定范围内变化时,即Tm和Tc时,PEG可吸收或放出热量,热量为熔融热和结晶热,从而表现为热活性。Tm、Tc表示了
PEG产生热活性的温度范围,Hf、Hc决定了PEG热调节程度的大小。
PEG600、800和l000的热活性值表l和PEGl000的DSCl曲线图7。
表lPEG纯物质的热活性
注:Tm熔融温度,Tc结晶温度。Hf为熔融热,Hc为结晶热。