一般在聚氨酯中加人无机填料是不能同时既增强又增韧的，强度得到提高的同时其 韧性一定会下降。近来，随着聚合物/纳米复合材料研究的进一步发展，科学家们利用纳 米粒子改性聚氨酯能够达到同时增强和增韧的目的[10]。

1.5.4 丙烯酸酯聚氨酯改性

丙烯酸树脂具有较好的力学性能和耐水、耐溶剂和耐候性，其改性产物被称为第三代 水性聚氨酯。

单一聚氨酯乳液的稳定性、自增稠性、固体含量、应用范围和膜的光泽性等方面均有 不足，而纯聚丙烯酸酯乳液的韧性、耐磨性、耐候性、耐水性和耐化学药品性较差。用丙 烯酸酯改性聚氨酯制成的材料使两者的优势互补，材料的性能可明显改善。丙烯酸酯改性 聚氨酯主要用于水性聚氨酯。水性聚氨酯以其优良的性能在涂料、粘合剂、织物整理剂和 生物医学等领域具有巨大的应用前景，是聚氨酯化学发展最活跃和最有发展前景的分支 之一[11-15]。

1.5.5 环氧树脂改性聚氨酯

由于聚氨酯弹性体的种类繁多、性能各异，因此它的应用领域非常的广阔。从世界范 围来看，聚氨酯弹性体主要应用于汽车、建筑、矿山、开采、机械、铺装材、防水材、节 能、轻工和航天等方面。

环氧树脂伍具有良好粘接性能、高模量、高强度和耐热稳定性好等特点。同时还具有 收缩小、化学稳定性好和施工方便等优点。聚氨酯和环氧树脂结合形成的聚氨酷环氧材料 具有很好的性能，潘光君等利用环氧树脂作（E- 51）与聚氨酯预聚体 NCO 反应，得到环 氧树脂改性的 PUE。发现环氧树脂提高了 PLIE 的耐热性能，同时又没有损害 PUE 的力 学性能。

最近研究最多的是环氧树脂聚氨酷互穿网络材料，所制得的材料的冲击强度、模量、 断裂伸长率、硬度和耐热性都高于单组分。互穿聚合物网络((Interpemetrating Polymer network IPN)结构是由两种或两种以上聚合物形成永久性网络互相穿插缠结的聚合物合金， 互穿网络可能是由共价键相结合。两种聚合物形成互穿网络结构后，可以显示出两种聚合 物的协同作用，在保持原有聚合物的特性上赋予了合金材料更加优异的性能。聚氨酯材料 的耐热稳定性比较差，这在很大程度上限制了聚氨酯弹性体的应用。因此在保持 PUE 原 有的力学基础上，使用环氧树脂与其形成 IPN 结构，既保持了 PUE 的力学性能又增加了 EP 的优异性能[16]。

1.6 纤维素

纤维素（Cellulose）是以 D-吡喃式葡萄糖为基本结构单元，分子之间通过 β-1,4-苷键 连接起来的线性高分子，具有较高的分子量和较高的取向度，其结构如图 1.1。此外，由 于吡喃葡萄糖环上存在羟基，分子间和分子内可以形成大量氢键，增强了纤维素大分子链 的线性完整性和刚性，使分子链排列紧密，形成高侧序的结晶区。基于多数试剂只能渗透 到无定形区，而不能进入结构致密的晶区，这就导致了纤维素的可及度较低，因此，纤维 素不溶于常见的有机溶剂和水，只能溶解在极性很强的溶剂或酸性、碱性很强的溶液中[17]。文献综述

图 1.6 纤维素的结构

纤维素每个葡萄糖环上都含有三个活泼的游离羟基，分别为 2,3 位上的两个仲羟基，

6 位上的一个伯羟基，它们都具有一般醇羟基的化学特性，其中伯羟基的反应活性要高于 仲羟基。D-葡萄糖在水溶液中存在开链式和氧环式的动态平衡，大分子的一端为还原性端 基，一端为非还原性端基，开环形成醛基，整个大分子具有极性和方向性。葡萄糖具有分

子内的醛基与醇羟基形成半缩醛的环状结构。由于六元环最稳定，故由 C5 上的羟基与 醛基进行加成，形成半缩醛，并构成六元环状结构。