改性聚氨酯注浆加固材料的制备及其性能研究

发布时间：2018-05-16 21:11

本文选题：聚氨酯 + 环氧树脂　；参考：《合肥工业大学》2015年硕士论文

【摘要】：本文采用一步合成法制备了环氧改性聚氨酯(epoxy resin modified polyurethane, EPU)双组份注浆加固材料。为了满足注浆加固材料多性能、多应用领域(特别是在煤矿、大坝等特殊领域)的特点,研究了原料中各种主剂和助剂对注浆加固材料性能的影响,制备出了具有低粘度、低固化放热温度、高强度、固化时间可控、阻燃性优异、高安全性等优点的环氧改性聚氨酯注浆加固材料,并对所制备出的材料进行了研究分析,具体的实验内容和试验结果如下：使用不同羟基当量的单组份与双组份复配聚醚多元醇合成EPU加固材料,结果表明,单组份聚醚多元醇体系中,聚醚4110和303合成的EPU的压缩强度和固化最高放热温度要比聚醚330高,且单组份的聚醚多元醇4110和303所合成的EPU都会经常出现烧芯的情况。聚醚多元醇4110、303和聚醚多元醇330复配体系中,随着体系中330含量增加,EPU材料的压缩强度和固化最高放热温度下降,当双组份聚醚多元醇体系中聚醚4110和聚醚303的质量比例为40wt%,聚醚330质量比例为60wt%时,所制成的EPU固结体具有高强度、低放热温度的优良性能,其压缩强度分别为15.4MPa、33.2MPa,固化最高温度为91℃和98℃。但是采用聚醚4110作为复配聚醚合成的EPU材料更易发生烧芯现象。一定范围内,随着体系中异氰酸酯指数R的提高,EPU材料的固化最高温度和压缩强度提高。使用环氧树脂E-51合成EPU加固材料,结果表明,随着体系内ER含量的增加,EPU材料的强度增加,当ER含量在60wt%时,压缩强度最高,为34.2MPa。随着体系中ER含量增加,EPU材料的放热温度呈现出下降趋势。红外分析表明,EPU材料在固化过程中发生了聚氨酯交联固化反应、环氧树脂的开环聚合反应以及环氧树脂中的羟基与异氰酸酯基之间的反应。TGA测试表明随着体系中ER含量的增加,EPU材料的高温稳定性增加。SEM分析可知,当ER含量为60wt%时,材料的相容性最好。使用活性稀释剂改善EPU浆液的流动性,XY622、XY678、XY690和XY692具有良好的稀释效果,XY678、XY692和XY694所对应的EPU材料具有良好的压缩强度。相同用量下,XY678要比XY692能更有效地降低环氧树脂的粘度。EPU的压缩强度随着反应体系中XY678和XY692的增加呈现减小的趋势,含量为10wt%时分别下降至21.33MPa和14.86MPa。环氧树脂中XY678质量分数的增加使EPU的拉伸和弯曲强度先下降后上升,超过10wt%后再下降；而环氧树脂中加入XY692得到的EPU拉伸和弯曲强度一直降低,且低于环氧树脂中加入质量分数相同的XY678得到的EPU。使用相同用量的催化剂,三亚乙基二胺的固化时间最长,复合催化剂的固化时间最短。添加固化剂可以让环氧树脂开环聚合,大大提高了材料的强度。通过SEM分析可知,硅油AK-8805的用量超过1.5wt%时,形成的泡孔分布均匀,泡孔壁厚度进一步增加且稳定。EPU固结体材料的氧指数随着阻燃剂用量的增加而提高,当DMMP含量为10wt%时,EPU固结体的氧指数为28.8,达到特殊领域安全标准的要求。EPU材料的压缩强度和固化最高温度随着交联剂丙三醇质量分数的增大而逐渐升高,但是扩链剂1,4-丁二醇的加入使材料的固化最高温度轻微提高,而压缩强度变化不明显。
[Abstract]:In this paper , the properties of epoxy modified polyurethane ( EPU ) reinforced by epoxy resin modified polyurethane ( EPU ) were prepared by one - step synthesis method .
When the content of DMMP is 10 wt % , the oxygen index of EPU consolidated body is 28 . 8 . When the content of DMMP is 10 wt % , the oxygen index of EPU consolidated body is increased with the increase of the amount of flame retardant .
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TQ317;TD265.4

【参考文献】