ドーパミン修飾粘土によるポリエーテルポリウレタンの補強：界面水素結合の役割

ドーパミン修飾粘土（Dクレイ）は、溶媒ブレンドによりポリエーテルポリウレタン（PU）に正常に分散しました。非常に低い粘土の負荷で、D-粘土のPUへの組み込みにより、初期弾性率、引張強度、究極の伸びなど、機械的特性の大幅な改善が生じることがわかっています。大規模な補強は、PUの硬いセグメントと硬いDクレイ層の間の水素結合に起因する可能性があり、ポリマーとDクレイの間のより効果的な界面ストレス伝達につながります。また、DクレイとPUの相互作用は、Cloisite 30B OrganoclayとPUチェーンの間の相互作用よりも強いです。その結果、同様の粘土荷重で、PU/Dクレイナノコンポジットは、高温でのPU/オーガンクレイナノコンポジットよりもはるかに高い貯蔵弾性率を持っています。

Dopamine-modified clay (D-clay) was successfully dispersed into polyether polyurethane (PU) by solvent blending. It is found that the incorporation of D-clay into PU gives rise to significant improvements in mechanical properties, including initial modulus, tensile strength, and ultimate elongation, at a very low clay loading. The large reinforcement could be attributed to the hydrogen bonds between the hard segments of PU and stiff D-clay layers that lead to more effective interfacial stress transfer between the polymer and D-clay. Besides, the interactions between D-clay and PU are also stronger than those between Cloisite 30B organoclay and the PU chains. Consequently, at a similar clay loading, the PU/D-clay nanocomposite has much higher storage modulus than the PU/organoclay nanocomposite at elevated temperatures.