PU預(yù)聚體改性UPR的制備及其復(fù)合材料性能研究.pdf

1、不飽和聚酯樹(shù)脂是三大熱固性樹(shù)脂之一，由于價(jià)格低廉，物理機(jī)械性能較好，性價(jià)比高，被廣泛運(yùn)用在纖維增強(qiáng)塑料這一領(lǐng)域。但隨著復(fù)合材料行業(yè)的發(fā)展，對(duì)不飽和聚酯樹(shù)脂的性能要求越來(lái)越高，不飽和聚酯樹(shù)脂的一些不足之處也顯現(xiàn)出來(lái)，比如固化后脆性大、收縮率高等。
　　 本文對(duì)PU預(yù)聚體改性UPR及其復(fù)合材料進(jìn)行了研究。首先通過(guò)NCO含量的測(cè)定和紅外光譜分析對(duì)聚氨酯預(yù)聚體的合成進(jìn)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，

2、分別按-NCO∶-OH當(dāng)量比加入到不飽和聚酯樹(shù)脂中，對(duì)改性后樹(shù)脂體系的靜態(tài)力學(xué)性能進(jìn)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(shù)脂基體制備復(fù)合材料，研究不同樹(shù)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(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)控制TDI與PEG的摩爾比為4與3時(shí)，合成得到預(yù)聚體的粘度較?。划?dāng)摩爾比為2時(shí)，預(yù)聚體粘度較大，達(dá)

3、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(gè)小時(shí)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(shù)脂的研究中，發(fā)現(xiàn)聚氨酯預(yù)聚體加入不飽和聚酯樹(shù)脂中后，端-NCO基團(tuán)能與羥基完全發(fā)生反應(yīng)，形成交聯(lián)點(diǎn)；改性后的不飽和聚酯樹(shù)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(shí)合成得到的預(yù)聚體對(duì)

4、UPR沖擊性能的提高最明顯，達(dá)到68kJ/m，為不飽和聚酯樹(shù)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(qiáng)度增大，彎曲強(qiáng)度和彎曲模量下降的變化趨勢(shì)；采用PEG分子量為400，TDI∶PEG摩爾比為3時(shí)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(shù)脂中，改性UPR的綜合力學(xué)性能最佳，其沖擊強(qiáng)度為改性前的3倍，彎曲強(qiáng)度為改性前的1.5倍，拉伸強(qiáng)度為改性前1.7倍，斷

5、裂伸長(zhǎng)率為改性前的2倍。
　　 本文最后對(duì)改性前后UPR復(fù)合材料的力學(xué)性能與界面性能進(jìn)行了研究，結(jié)果表明：改性后UPR復(fù)合材料相對(duì)于改性前端羥基不飽和聚酯樹(shù)脂和乙烯基樹(shù)脂復(fù)合材料在性能上有大幅提高，其中彎曲強(qiáng)度比改性前增加了79％，拉伸強(qiáng)度提高了18％，斷裂伸長(zhǎng)率提高了16％，彎曲模量和拉伸模量也有一定程度的提高；對(duì)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(shù)脂基體較多，表明改性后的UPR與玻