聚氨酯树脂复合材料制备及性能研究

来源 :北京化工大学 | 被引量 : 3次 | 上传用户:duminzl
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连续玻纤增强聚氨酯复合材料比传统的热固性树脂(环氧树脂,酚醛树脂)复合材料拥有更好的韧性和可设计性以及良好的可加工性。但由于异氰酸酯基的湿气敏感性和高反应活性,使得聚氨酯树脂料的适用期较短,不利于生产施工,所以特别需要开发一种具有长适用期的聚氨酯树脂。本论文首先采用一步法制备聚氨酯树脂浇注体及其复合材料,选用不同[-NCO]:[-OH]摩尔比例、聚酯醇含量、扩链系数的体系树脂,探究这些组成对树脂硬度和材料力学性能之间的关系,异氰酸酯基摩尔比例增加能够显著提高树脂硬度;聚酯多元醇的增加能够显著提高材料的拉伸和弯曲性能;扩链系数在0.8-0.85时,树脂拉伸性能和复合材料的弯曲性较高,扩链系数对树脂硬度的影响较小。其次采用封端法和半预聚体法分别制备封闭型聚氨酯预聚体和双组份聚氨酯树脂料,考察两种树脂料的粘温特性和适用期,以及后一种树脂浇注体的热性能和力学性能。封端法制备的预聚体的粘度随着封闭剂甲乙酮肟(MEKO)含量的增加而变大,与另一组分在25℃下混合后的粘度在2000mpa·S以上。半预聚体法制备的双组份料在30℃左右混合后的粘度在1000±200mp·s,粘度增加较慢,适用期在50mmin左右,可以满足生产施工(如:拉挤成型)要求;另外其浇注体热性能显示:树脂的玻璃化转变温度Tg约为160℃,受热分解分为三个阶段进行,初始分解温度在220℃左右;固化完全的树脂的拉伸性能良好。最后,利用半预聚体法制备的双组份树脂料制备连续玻纤增强聚氨酯复合材料,考察复合材料的最佳成型工艺,玻纤体积百分比对材料性能的影响以及复合材料断裂面形貌。复合材料最佳成型工艺为在120℃下固化4h,玻纤含量为72%时,拥有最大弯曲强度值520Mpa。SEM观察复合材料的微观形貌表明:树脂对玻纤的粘附性较高,浸润性良好
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