【碩士】聚氨酯改性環(huán)氧樹脂的制備與性能研究

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　　【碩士】聚氨酯改性環(huán)氧樹脂的制備與性能研究　　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　　本文研究了將聚氨酯預(yù)聚體加入到環(huán)氧樹脂體系中，形成環(huán)氧樹脂／聚氨酯互穿網(wǎng)絡(luò)聚合物(EP／PU IPN)，得到EP／PU復(fù)合材料，通過力學(xué)測試，F(xiàn)T～I(xiàn)R，DSC，TG／DTA，SEM，DMA等方法研究了改性環(huán)氧樹脂材料的機械性能、熱性能、微觀結(jié)構(gòu)以及阻尼性能?！　? 研究了PU含量、聚乙二醇(PEG)分子量的大小、活性稀釋劑等因素對EP／PU體系力學(xué)性能的影響。用SEM掃描電鏡斷面的微觀形貌與力學(xué)性能的關(guān)系。結(jié)果表明，雖然合成聚氨酯預(yù)聚體的PEG分子量不同，但改性環(huán)氧樹脂體系的力學(xué)性能都隨著聚氨酯的加入量的變化趨勢相同。改性環(huán)氧樹脂的沖擊強度、彎曲強度和斷裂伸長率隨著PU加入量的增加而增大，當(dāng)PU加入量為10％----15％時，達(dá)到最大值，而后又趨于下降。但是PEG分子量的不同，改性環(huán)氧樹脂體系的力學(xué)性能也有所差別，當(dāng)PEG分子量為400時改性環(huán)氧樹脂體系的綜合力學(xué)性能最好。當(dāng)PU加入量為15％時，PEG分子量為400時；沖擊強度最大，達(dá)到116．13 KJ／ff，同純環(huán)氧樹脂相比，上升了84．2％。PEG分子量為1000時，彎曲強度和斷裂伸長率和最大，分別為87．15Mpa和19．27％，同純環(huán)氧樹脂相比，彎曲強度上升了27．8％，斷裂伸長率上升了156．93％，力學(xué)綜合性能顯著提高。加入20％活性稀釋劑后，PU鏈段的加入能顯著提高EP／活性稀釋劑體系的沖擊強度、斷裂伸長率，改性后的EP／活性稀釋劑體系的沖擊強度增加了37．14 KJ／m2，斷裂伸長率提高了156．06％，隨著PU加入量的增大，EP／活性稀釋劑體系的拉伸強度、硬度都降低?！　? 采用DSC分析表明，隨著聚氨酯含量的加入，EP／PU體系的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)降低。當(dāng)加入PU質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25％時，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度下降了9．321℃。熱重分析(TG-DTA)表明，改性環(huán)氧樹脂的高溫穩(wěn)定性較純環(huán)氧樹脂體系有所提高。用DMA研究了PU含量、PEG分子量的大小、測試頻率和活性稀釋劑對EP／PU體系動態(tài)力學(xué)性能的影響。當(dāng)加入20％的RZ-1021后明顯改善了純環(huán)氧樹脂的阻尼性能，阻尼值增加了0．1l，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度降低了20℃，Tan 6>0．3的溫度范圍拓寬了2．4*C，有效拓寬共混體系的阻尼溫域。加入PU后，EP／RZ一1021體系的阻尼值明顯提高，當(dāng)加入PU為15％時，阻尼因子為1．30，比改性前提高了O．32。玻璃化溫度向低溫方向移動，Tan 6>0．3的溫域范圍也明顯擴(kuò)大，當(dāng)聚氨酯加入量為25％時，Tan 6>O．3的溫度范圍提高了6．9。C，說明加入聚氨酯顯著增加了環(huán)氧樹脂的阻尼性能?！　? 不同分子量的PEG對改性環(huán)氧樹脂體系的阻尼性能的影響，隨著PEG分子量的增加，耗能模量在常溫(25℃)峰值降低，轉(zhuǎn)變峰向低溫移動；隨著PEG分子量的增加，儲能模量的值降低，玻璃化轉(zhuǎn)變區(qū)向低溫移動。當(dāng)PU加入量為10％，PEG的分子量為400時，儲能模量達(dá)到最大值，為2．77GPa。損耗因子tan 6峰值隨著PU加入量的增加而增大，PU質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15％，PEG分子量為400時，EP／PU材料具有最佳阻尼性能，此時體系的tan 6?？蛇_(dá)1．22，Tan 6>O．3的溫度范圍為2l℃(1Hz時)?！　?

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