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《北京化工大学》 2001年
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结构型聚氨酯泡沫塑料群子标度与力学性能关系的研究

张蓉珺  
【摘要】:聚氨酯结构泡沫塑料是一种很重要的功能性泡沫塑料,它由高密度、光滑坚韧的外表皮与低密度泡沫芯体同时形成整体。本文对聚氨酯结构泡沫塑料进行了大量的文献总结,建立了发泡体的群子标度模型,运用群子统计理论的方法,提出了与泡孔孔径分布相关的群子标度理论,考察了泡孔孔径分布对发泡体力学性能的影响,揭示了聚氨酯结构泡沫塑料的力学性能与泡孔微观形态间内在的本质规律。 本文在以下几个方面作了实验和理论研究: (1) 通过改变体系中发泡剂F_(11)(三氯一氟甲烷)加入量、改变加入模腔原料总量及改变模腔温度的一系列实验,研究了在聚氨酯泡沫塑料形成中,配方及加工工艺对制品密度的影响。结果表明,一定范围内随发泡剂F_(11)含量增加,制品密度也增加,但密度增加趋势逐渐变缓;加入模腔原料总量增加,会引起制品发泡过程中外压的增加,影响泡孔的生成,使制品开孔率相应变小,并使芯体内部密度改变;本文还研究了模温对聚氨酯结构泡沫塑料的影响,找到了适宜的模具温度范围。 (2) 本文根据第四统计力学—群子理论,提出描述发泡体泡孔结构的五个基本概念,孔形、孔径、孔的密度、空隙度及泡孔壁厚,结合群子标度参数R_1、R_2、R_1·R_2及R_2/R_1能够完整表征发泡体泡孔微观结构,建立发泡体泡孔微观结构与宏观力学性能的相互关系,通过发泡体群子标度理论进行发泡体微观结构—性能的连结。 (3) 从理论上预测了泡孔孔径分布形态对发泡体的冲击强度、弯曲强度、压缩强度等一系列力学性能之间的内在关系。其中ln(R_1×R_2)表征体系泡孔分布达到某一均匀性所需的能量,其与泡孔密度有直接的关系,与材料的表皮硬度、压缩强度、冲击强度、弯曲强度也关系。 (4) 本文进行改变发泡剂的量和改变加入模腔原料量两系列实验,对大量的实验结果进行理论分析,结果表明:群子标度理论成功地解释了经典理论所不能有效解释的现象,论证了不同发泡剂和不同模腔原料量条件下泡体力 北京化口二大学硕士学位论文 学性能与结构之间的相关性。文中确定了R:、RZ、R,、RZ、RZ/R!的物理 意义,R,表征泡孔越过中等泡孔向大泡孔分布转移的倾向性;R:表征泡孔 越过中等泡孔,向小泡孔转移的倾向性;R,xRZ表征泡孔的均匀性;RZ/药 表征泡孔向小泡孔转移比向大泡孔转移的优先性。其中ln(R,、R:)与泡孔密 度应有线性关系;inR:与表皮硬度有线性关系;这些结果对泡体设计,了 解泡体使用性能有着重要的作用。 关键词:聚氨酷泡沫塑料,群子统计理论,孔型,孔径分布,空隙度,力学性能 第H页 今
【学位授予单位】:北京化工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2001
【分类号】:TQ328

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【参考文献】
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