3． 1 加填剂的微观形貌

    三种加填剂的微观形貌用扫描电镜(SEM) 进行测试，其微观结构如图1所示。从图中可以看出: 凹凸棒石黏土(下简称凹土)呈一维纤维状，棒晶长度为0．5μm－2μm，直径为50nm－100nm，以团聚体的形式存在; 木质素呈片层状，片层大小为1μm－10μm，层层叠加在一起; 轻质碳酸钙呈三维纺锤体状颗粒，大小为0．5μm－2μm。

3． 2 加填剂对 WPU 表观性能的影响

    不同填料WPU表观性能采用主观评价法，通过手摸眼看进行客观评价，评分标准采用5分制，5分为最高，0分为最低。如表1所示:

    表1表明，加填凹土的WPU表面平整度有所下降，柔软度增强; 加填木质素的WPU表面平整度与柔软度均有小幅下降; 加填碳酸钙的WPU表面平整度与柔软度均最差。因此，从表观性能评价，加填凹土的WPU表观性能最优，木质素次之。

3． 3 加填剂种类对 WPU 力学性能的影响

    为了考察不同维度加填剂对WPU的结构和性能的影响，首先设定加填量为10wt%(相当于WPU)对WPU进行复合改性。通过万能拉伸机扫描电镜等手段考察了三种加填剂的分散性能及对WPU革的力学性能的影响。

    纯WPU及复合不同填料的WPU样的力学性能如图2所示。从图中可以看出，加填一维的凹土后，试样的拉伸应力较纯WPU有小幅度下降，纬向从5．05MPa下降至3．12MPa，径向从4．89MPa分别下降至4．20MPa，但是其断裂伸长率未有明显改变; 加填二维木质素后，试样的拉伸应力较纯 WPU有明显上升，纬向从5．05MPa上升至5．85MPa，径向从4．89MPa上升至6．65MPa，且其断裂伸长率也小幅上涨; 而加填碳酸钙的试样，拉伸应力纬向从5．05MPa下降至3．75MPa，径向从4．89MPa分别下降至4．65MPa，断裂伸长率也有明显下降。

    图3进一步给出了纯WPU及复合不同填料的WPU样品的表面和截面的SEM照片。如图所示，加填的凹土在WPU膜的表面和截面都未有颗粒明显析出，表明PAL在WPU中分散均匀; 木质素为填料的WPU表面相对平整，表面和截面处观察到有部分细小颗粒，说明分散效果相对较好; 而以碳酸钙为填料的WPU表面和截面处皆存在大量的TSG颗粒，表明其并没有很好地分散在聚氨酯浆料中，分散性最差。这一结果与力学性能测试数据基本相符。但是一维的凹土与WPU相容性最好，稍优于二维的木质素，可其纬向和径向的拉伸强度远小于加填二维的木质素的WPU样。这是一个值得探讨的问题( 将在机理部分详细讨论) 。

3． 4 MZS 的加填量对 WPU 革样性能的影响

    为了进一步考察木质素对WPU性能的影响，在不改变其他原料组成的情况下，考察木质素加填量分别为0wt%、5wt%、10wt%、15wt%和20wt%时，WPU的力学性能。

    填加不同量木质素的WPU力学性能如图4所示，当填加量为5wt%时WPU的拉伸应力和断裂伸长率都小幅度地下降; 当填加量增加为10wt%时，拉伸应力和断裂伸长率开始增加。所以当MZS填加量增加为15wt%时，WPU的力学性能又开始下降，当填加量继续增加至20wt%时，其拉伸应力和断裂伸长率急剧下降，证明其力学性能很差。

    从以上实验结果可知，木质素能够增强WPU的力学性能。其可能的增强机理如图5所示: 木质素表面具有大量的羟基(－OH) ，可以与WPU残余的异氰酸根(－NCO) 发生反应，生成(－NHCOO－) 基团，与WPU基体形成互穿网络结构，具有较强的化学键合，从而起到增强的效果。一维的凹土表面虽然也有硅羟基，但是其数量远少于木质素。所以，虽然凹土与WPU的相容性要优于木质素，但是其补强性能要比木质素差。