碳纤维含量对热塑性聚氨酯弹性体复合材料发泡性能的影响

利用装有静态混合器的挤出机，制备热塑性聚氨酯弹性体/纳米碳纤维(TPU/CF)复合材料，以超临界二氧化碳(SC-CO2)为发泡剂，通过快速泄压法制备TPU/CF发泡样品，研究CF含量对复合材料熔体流动速率、泡孔结构、导电性能和力学性能的影响。结果表明：随着CF含量的增加，TPU/CF复合材料的熔体流动速率逐渐降低，发泡制品的泡孔平均直径逐渐减小，泡孔密度逐渐升高。当CF含量为24.65%，泡孔密度为4.20×10⁹个/cm³，与TPU相比提高172.7%，泡孔平均直径为4.29μm，与TPU相比下降36.2%。CF含量为4.95%时，发泡倍率达到最大值(1.65)。随着CF含量的增加，发泡倍率逐渐下降。发泡使TPU及其复合材料的电阻率降低。CF的加入提高TPU的拉伸强度，降低断裂伸长率。CF含量为9.89%时，发泡前后材料的拉伸强度达到最大值，分别为8.76 MPa和5.24 MPa。