【碩士】PU預(yù)聚體改性UPR的制備及其復(fù)合材料性能研究

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　　【碩士】PU預(yù)聚體改性UPR的制備及其復(fù)合材料性能研究　　授予學(xué)位：碩士　　學(xué)位授予單位：武漢理工大學(xué)　　學(xué)位年度：2010　　不飽和聚酯樹脂是三大熱固性樹脂之一，由于價格低廉，物理機械性能較好，性價比高，被廣泛運用在纖維增強塑料這一領(lǐng)域。但隨著復(fù)合材料行業(yè)的發(fā)展，對不飽和聚酯樹脂的性能要求越來越高，不飽和聚酯樹脂的一些不足之處也顯現(xiàn)出來，比如固化后脆性大、收縮率高等。　　本文對PU預(yù)聚體改性UPR及其復(fù)合材料進行了研究。首先通過NCO含量的測定和紅外光譜分析對聚氨酯預(yù)聚體的合成進行了研究，選擇最佳合成條件；在此合成條件下成功合成了8種聚氨酯預(yù)聚體，分別按-NCO：．OH當(dāng)量比加入到不飽和聚酯樹脂中，對改性后樹脂體系的靜態(tài)力學(xué)性能進行了研究，使用紅外光譜，SEM和DMA輔助分析，研究了性能的變化規(guī)律，并確定最佳力學(xué)性能改性體系；然后用改性后具有最佳力學(xué)性能樹脂基體制備復(fù)合材料，研究不同樹脂基體的力學(xué)性能的變化與界面性能?！　? 在端-NCO基聚氨酯預(yù)聚體合成條件研究中，實驗發(fā)現(xiàn)控制TDI與PEG的摩爾比為4與3時，合成得到預(yù)聚體的粘度較小；當(dāng)摩爾比為2時，預(yù)聚體粘度較大，達到6000mPa•S以上；TDI與PEG的摩爾比越大，PEG分子量越小，合成的預(yù)聚體穩(wěn)定性越差；在80℃，3個小時的合成條件下，TDI與PEG能完全反應(yīng)?！　? 在聚氨酯預(yù)聚體改性端羥基不飽和聚酯樹脂的研究中，發(fā)現(xiàn)聚氨酯預(yù)聚體加入不飽和聚酯樹脂中后，端．NCO基團能與羥基完全發(fā)生反應(yīng)，形成交聯(lián)點；改性后的不飽和聚酯樹脂，在沖擊，彎曲和拉伸性能上均有一定的提高，其中TDI：PEG摩爾比為2，PEG分子量為600時合成得到的預(yù)聚體對UPR沖擊性能的提高最明顯，達到68kJ／m2，為不飽和聚酯樹脂的10倍；隨著PEG分子量的提高和TDI：PEG摩爾比的降低，改性UPR的力學(xué)性能呈現(xiàn)沖擊強度增大，彎曲強度和彎曲模量下降的變化趨勢；采用PEG分子量為400，TDI：PEG摩爾比為3時合成得到的預(yù)聚體，按-NCO：．OH當(dāng)量比為1．5加入到端羥基不飽和聚酯樹脂中，改性UPR的綜合力學(xué)性能最佳，其沖擊強度為改性前的3倍，彎曲強度為改性前的1．5倍，拉伸強度為改性前1．7倍，斷裂伸長率為改性前的2倍。　　本文最后對改性前后UPR復(fù)合材料的力學(xué)性能與界面性能進行了研究，結(jié)果表明：改性后UPR復(fù)合材料相對于改性前端羥基不飽和聚酯樹脂和乙烯基樹脂復(fù)合材料在性能上有大幅提高，其中彎曲強度比改性前增加了79％，拉伸強提高；對復(fù)合材料拉伸破壞試樣的微觀形貌分析發(fā)現(xiàn)，改性UPR復(fù)合材料的玻璃纖維表面附著的樹脂基體較多，表明改性后的UPR與玻璃纖維有著良好的界面粘接。　　

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