聚酯纤维布增强聚氨酯复合材料的制备及性能研究

来源 :复旦大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:babaxsj
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
聚合物基复合材料由于其独特的性能,如力学、摩擦学以及电、热、光学性能等,已被广大学者广泛的研究。由于纤维布结构的复杂性,以聚合物为基体、连续纤维布作为增强体制备的织物增强复合材料,不仅具有聚合物材料优异的润滑及延展性,还具有纤维布材料的高比强度、高耐磨性和高耐热性等优点。聚氨酯类材料具有优异的弹性、韧性及工艺性能,但是其耐磨性能始终不尽如人意。本论文针对性地使用聚酯纤维布对聚氨酯材料进行增强,以改进其热学、力学性能,并显著提高材料的摩擦学性能。论文首先对聚氨酯基体配方进行了研究,并分别制备了基体配方不同的聚酯纤维布增强聚氨酯复合材料。其次,本论文选用了微米级固体润滑剂与纳米级的无机填料分别填充改性聚合物基体,制备了填料改性复合材料,并对其热稳定性、拉伸性能以及摩擦磨损性能进行了表征。除了对于材料宏观性质的表征,本论文通过扫描电子显微镜、光学显微镜以及FT-IR等测试方法对材料的微观形貌以及填料改性后材料化学结构的变化进行了深入的探讨。具体的研究结果如下:1)随着聚氨酯组成中交联基团-NCO-含量的增加,材料的热学性能逐渐下降,但是其拉伸、硬度以及耐磨性均显著提高。2)当使用微米级二硫化钼(MoS2)粒子对聚氨酯基体进行改性时,材料的热学性能也随MoS2粒子含量的上升有所下降。但是,由于MoS2自身的片层分子结构以及四周的极性原子,材料的拉伸性能以及摩擦磨损性能均有不同程度的改善。3)当使用纳米氧化铝(Al203)对材料进行改性时,材料的拉伸性能稍有改善,但是没有MoS2粒子对拉伸性能改善的效果好。对于摩擦磨损性能来说,在干摩擦的情况下,团聚后的纳米Al203粒子充当磨粒,加重摩擦磨损;在润滑油存在的条件下,纳米Al203粒子增强材料则体现了其出众的摩擦性能,这是由于高表面能的纳米粒子与润滑油共同形成刚性的保护膜,保护了材料的摩擦表面。4)在以上研究结果的支持下,本论文深入探讨了不同应用情况下材料的最优化配置:-NCO-基团含量较少的聚酯纤维布增强聚氨酯复合材料的热性能相对较为稳定;添加微米级MoS2粒子改性的聚酯纤维布增强聚氨酯复合材料具有较为优异的拉伸性能与干摩擦性能,但是其热性能稍有下降;在油润滑条件下,添加纳米Al203进行改性的聚酯纤维布增强聚氨酯复合材料的摩擦磨损性能最佳。5)聚酯纤维布增强聚氨酯复合材料在不同载荷方向下所表现出来的拉伸及摩擦磨损性能也不尽相同。载荷沿轴向传递时,聚酯纤维布增强聚氨酯复合材料的拉伸及摩擦磨损性能优于载荷沿非轴向传递的材料;而载荷沿经向传递的材料,其拉伸性能也优于载荷沿纬向传递的材料。
其他文献
近年来,由于导电聚合物纳米材料具有优异的光、电、气敏性能而成为科学家研究的热点。聚乙撑二氧噻吩作为一种导电聚合物,在掺杂态或非掺杂态都具有很高的环境稳定性和结构功能性。因而,在电导体、电极材料、有机半导体等领域有广泛的应用。本文对聚乙撑二氧噻吩及聚乙撑二氧噻吩复合材料的制备及性能进行了较为深入的研究。其主要内容归纳如下:1.采用化学氧化法制备PEDOT,通过改变聚合条件得到一系列产物,分别用扫描电
本文通过试验确定了PVC-O以及PVC-M配方,重点研究其力学性能以及加工流变性能。通过应用不同改性剂提高了PVC-O配方要求的断裂伸长率以及PVC-M配方要求的冲击强度;利用SEM观察
在对氢氧化钠、水玻璃、碳酸钠-生石灰、硫酸钠-生石灰四种体系碱矿渣水泥相关性能对比的基础上,通过添加不同掺量的粉煤灰、石灰石粉、石膏等掺和料(均采用内掺法),研究它们
本文考察了(Al+Ni)和(Al+Ti)物质量的分数对铸态和热处理态的FeCoNiCrAl基高熵合金的组织影响,并利用混合焓、混合熵、原子半径差、电负性、电子空位浓度等参数在理论上计算了(Al+
南水北调东线工程是解决我国北方地区水资源严重短缺问题的特大基础设施项目。南四湖及东平湖作为南水北调东线工程的重要输水通道和调蓄湖泊,面临着严峻而紧迫的输水水质安全
本论文以三聚氰胺-甲醛为壁材,正十八烷为芯材,采用原位聚合法制备相变材料微胶囊(microPCMs)。并采用扫描电子显微镜(SEM)、差示扫描量热仪(DSC)、热重分析仪(DTA/TG)、激光
糖类是生命体内一种不可缺少的能源类物质,它广泛存在于大自然中,在食品及医药卫生保健领域具有广泛的应用。本文以小分子糖类物质及蜂蜜为研究对象,系统研究了过热熔体脆性在非金属领域的拓展应用和它与非晶形成能力的关系,并对过热熔体脆性的物理本质及其与过冷液体脆性的关系进行了初步探究。利用旋转式黏度仪测量了三种小分子糖类物质及蜂蜜和蜂蜜-水混合物的熔体黏度,结合差式扫描量热分析(DSC)、热重分析(TG)等
期刊