【碩士】不飽和聚酯聚氨酯嵌段共聚物的合成及研究

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　　【碩士】不飽和聚酯聚氨酯嵌段共聚物的合成及研究　　授予學(xué)位：碩士　　學(xué)位授予單位：蘭州理工大學(xué)　　學(xué)位年度：2011　　不飽和聚醋樹脂(Unsaturated Polyester Resin, UPR)是-種重要的熱固性樹脂之-，因其物理機(jī)械性能好，價(jià)格低廉，性價(jià)比高，被廣泛運(yùn)用在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防和建筑業(yè)等。但隨著不飽和聚醋樹脂行業(yè)的發(fā)展，對其性能的要求也越來越高，不飽和聚酯樹脂也逐漸顯現(xiàn)出-些缺點(diǎn)，如固化物脆性大、收縮率高等。聚氨酯具有優(yōu)良的柔韌性和耐沖擊性。通過添加聚氨酯彈性體與UPR共混能有效改善不飽和聚醋的脆性和降低固化收縮率，由于不飽和聚酯的高結(jié)晶性致使聚氨酯與之相容不佳，共混物組成中聚氨醋的混容量有限，所以二者通過簡單共混雖能有效改善不飽和聚酯的韌性和降低固化收縮率，卻使材料的其它機(jī)械性能大幅降低。　　本文對不飽和聚酯聚氨酯嵌段共聚物的合成及在涂料和復(fù)合材料中的應(yīng)用進(jìn)行了研究。采用分子設(shè)計(jì)的方法，通過研究不飽和聚酯聚氨酯預(yù)聚物的結(jié)構(gòu)、活性稀釋劑、常溫固化體系對涂料力學(xué)性能的影響，確定了合成的工藝條件。以不飽和二元酸、飽和二元酸和二元醇為原料，經(jīng)逐步縮聚合成不同雙鍵數(shù)目的經(jīng)端基不飽和聚醋樹脂齊聚物;以經(jīng)端基不飽和聚酯樹脂和聚乙二醇為輕基組分與TDI逐步加聚合成不飽和聚酯聚氨酯預(yù)聚物;以甲基丙烯酸經(jīng)乙酯封端后合成不飽和聚酯聚氨酯嵌段共聚物樹脂;以苯乙烯為活性稀釋劑、過氧化甲乙酮為引發(fā)劑、與顏填料復(fù)配制備無溶劑常溫固化型不飽和聚醋聚氨酯涂料。不飽和聚酯樹脂齊聚物的工藝條件:起始反應(yīng)溫度15 0 0C，分子鏈中的平均雙鍵數(shù)3.3個;不飽和聚醋聚氨酯預(yù)聚物的工藝條件:TDI用量II%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))，PEG-400含量15%;無溶劑常溫固化型不飽和聚酯聚氨酯涂料工藝條件:苯乙烯用量35%^-40%，引發(fā)劑用量I.0%，促進(jìn)劑用量0.2%。無溶劑常溫固化型不飽和聚酯聚氨酯涂料的機(jī)械性能:硬度6H,沖擊強(qiáng)度50 cm,彎曲2mm、附著力1級?！　? 在不飽和聚酯聚氨酯嵌段共聚物復(fù)合材料的研究中，通過使用紅外光譜、SEM, DSC輔助分析，研究不飽和聚酯聚氨酯嵌段共聚物的結(jié)構(gòu)對改性后樹脂體系的拉伸、彎曲、沖擊強(qiáng)度和固化收縮率的影響，確定不飽和聚酯聚氨酯嵌段共聚物的工藝條件:輕端基不飽和聚酯平均雙鍵數(shù)3.3個，-OH與-NCO的摩爾比I :1.50 } PEG-40。加入量15%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))。結(jié)果表明在該工藝條件下，不飽和聚酯聚氨酯嵌段共聚物具有最佳的力學(xué)性能:沖擊強(qiáng)度提高57%、固化收縮率下降670l0、拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度分別提高2倍和3倍。然后以不飽和聚酯聚氨酯嵌段共聚物基體與玻璃纖維制備復(fù)合材料，其復(fù)合材料力學(xué)能:沖擊強(qiáng)度55.267/KJ/m2是改性前的5倍，拉伸強(qiáng)度78MPa是改性前的3倍、彎曲強(qiáng)度84 MPa是改性前的4倍，固化收縮率小于1，下降了89%0　　最后通過對改性前后樹脂體系及復(fù)合材料的拉伸斷面的微觀形態(tài)對比分析，發(fā)現(xiàn)改性后樹脂的斷面形態(tài)明顯優(yōu)于改性前樹脂的斷面形態(tài)，改性后樹脂體系的斷面形態(tài)裂紋細(xì)化;對復(fù)合材料拉伸破壞試樣的微觀形貌分析，發(fā)現(xiàn)復(fù)合材料的玻璃纖維表面附著的樹脂基體較多，表明不飽和聚酯聚氨酯嵌段共聚物與玻璃纖維具有良好的界面附著力。　　

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