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《武汉理工大学》 2011年
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PAPI/PPG预聚体与UPR共混改性及其性能的研究

郑程  
【摘要】:不饱和聚酯树脂在我们这个时代,已经应用非常广泛了。但是由于固化后的不饱和聚酯树脂,韧性差,使其的使用范围受到了限制。所以针对不饱和聚酯树脂这方面的缺点,国内外研究人员一直致力于不饱和聚酯树脂的增韧改性。过去常规的改性方法取得了一定的效果,但是却同时降低了其本身高强度的特点。采用聚氨酯预聚体与不饱和聚酯树脂共混改性的方法可以很好的解决这一问题。共混改性可以综合聚氨酯和不饱和聚酯树脂两者的优点,使共混改性得到的改性不饱和聚酯树脂具有高强度,同时也具有很好的韧性。 本文对PAPI/PPG预聚体与端羟基不饱和聚酯树脂共混改性及其性能做了研究。首先通过NCO含量的测定和红外光谱分析对PAPI/PPG预聚体的合成进行了研究,选择最佳合成条件,并在不同投料比的情况下测试预聚体的粘度,研究投料比和预聚体粘度的关系;经实验发现,投料比越大,合成得到预聚体的粘度较小;在80℃,3个小时的合成条件下,PAPI与PPG能完全反应。 在预聚体与UPR共混改性的研究中,我们研究了加入共混体系中PU含量、投料比、PPG分子量对共混树脂性能的影响。经过试验表明:PAPI与PPG的摩尔比3的时候合成的预聚体为最佳改性剂。随着共混体系中PU的加入量的增加,弯曲强度和拉伸强度先增加后减小,在PU含量为17%的时候,都达到最大值;冲击韧性先增加后减小,在PU含量为6%的时候,冲击韧性达到最大值;断裂伸长率先增加后减小,在PU含量为13%的时候,断裂达到最大值。共混树脂的HDT温度上升。随着PU含量的上升,共混树脂的HDT温度也随之上升,在加入的PU含量到达6%左右开始,HDT温度上升的温度开始缓慢,HDT的温度趋近于85℃左右,比未改性的UPR的HDT温度高了15℃左右,耐热的提升效果明显。 PPG的分子量为300和400时,改性UPR的粘度相差不大,前者的粘度较小;PPG的分子量为400时,改性UPR拉伸强度最大值可达到62.9MPa,比未改性前提高了83%,此时的断裂伸长率为5.9%,弯曲强度也达到最大值,为104MPa, PPG的分子量为600时冲击韧性达到最大值,为30.2 kJ/m2;加入预聚体改性后,冲击断面呈现韧性断裂。 在共混树脂复合材料的研究中,我们将改性后的不饱和聚酯树脂、未改性的不饱和聚酯、普通的乙烯基树脂三者之间进行以其作为基体的复合材料拉伸性能和弯曲性能的比较。然后为了考察改性后的不饱和聚酯树脂复合材料的综合性能,我们将其与不同基体的复合材料放在一起进行耐水实验和耐疲劳的实验,最后对改性不饱和聚酯树脂的拉伸断面进行形貌分析。结果表明: 未改性前弯曲强度只有331MPa,改性后共混树脂的复合材料的弯曲强度达到了561MPa,比前者提高了69.5%,同时和3201乙烯基树脂相比,弯曲强度也提高了50%;改性后拉伸性能都得到了提高,共混树脂复合材料的拉伸强度比未改性前的不饱和聚酯树脂提高了16.2%,拉伸模量提高了15.2%,断裂伸长率提高了15.7%;和3201乙烯基树脂的复合材料相比较,共混树脂的拉伸强度提高了17.2%,,拉伸模量提高了6.2%,断裂伸长率提高了22%;改性不饱和聚酯复合材料的耐水性能优异:在80℃的条件下,经过7个实验周期的浸泡,其弯曲强度的保留率为74%,超过UP树脂基体复合材料的36%,也好于改性胺固化环氧树脂基复合材料的65%;改性不饱和聚酯复合材料的耐疲劳性能也很优异:在经过40万次的弯曲疲劳振动后,其复合材料的弯曲弹性模量还有63%,仅比环氧树脂基体复合材料低5个百分点;改性后的不饱和聚酯树脂与玻璃纤维有着良好的界面性能。
【学位授予单位】:武汉理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TQ323.4

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