光稳定剂改性环氧抗冲磨材料的制备与性能研究

发布时间：2017-10-24 05:47

  本文关键词：光稳定剂改性环氧抗冲磨材料的制备与性能研究

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【摘要】：近年来西部地区的水利水电工程建设力度不断加大,一大批国家重点水利水电工程即将或正在兴建,如雅砻、湘河、恰央、拉洛等水利水电工程。西部地区环境条件复杂,具有日照时间长、辐照强度高、温差大、干燥多风等特点,这些复杂苛刻的环境对水工建筑材料的耐久性提出了更高的要求。环氧抗冲磨材料是一类重要的抗冲磨材料,其强度高、与混凝土粘结性能好、抗冲磨性能优异,广泛应用于水工建筑物抗冲磨防护和修补。但是,环氧树脂因其特殊的化学结构易因强烈的紫外光照射而粉化失效,这在我国西部地区更为严重。因此,提高环氧抗冲磨材料的抗老化性能对于环氧抗冲磨材料在西部地区水利水电工程中的应用具有重要意义。本文选取了紫外吸收剂UV-3326、紫外吸收剂UV-9和受阻胺光稳定剂UV-970三种光稳定剂对环氧抗冲磨材料进行抗老化改性,通过紫外加速老化试验在多个配方中筛选出抗老化性能最好的。试验筛选出的抗老化改性配方是:在环氧抗冲磨材料中添加0.3%的紫外吸收剂UV-9和0.2%的受阻胺光稳定剂UV-970。紫外加速老化60天后,改性环氧抗冲磨材料抗拉强度比原环氧抗冲磨材料提高了6.13 MPa。冲磨试验结果表明,改性环氧抗冲磨材料抗冲磨性能与原环氧抗冲磨材料相当,抗冲磨强度大于7.15 h/(kg/m~2)(高速水下钢球法),是一种抗冲磨性能较好的抗冲磨材料。经工程应用试验,改性环氧抗冲磨材料抗冲磨防护性能良好。为了进一步研究光稳定剂对环氧抗冲磨材料老化性能的影响,对比研究了改性环氧抗冲磨材料和原环氧抗冲磨材料在光氧老化和热氧老化过程中抗拉强度、颜色、表面形态、玻璃化转变温度、化学成分等的变化规律。研究发现,光稳定剂可以有效减小老化过程中环氧抗冲磨材料抗拉强度的下降,减小其玻璃化转变温度的上升,减小其颜色变化和表面形态劣化。说明光稳定剂可以有效减缓环氧抗冲磨材料老化,延长其使用寿命。
【关键词】：环氧抗冲磨材料 光稳定剂 光氧老化 热氧老化
【学位授予单位】：长江科学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TV41
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 绪论9-16
• 1.1 水工抗冲磨材料研究进展9-11
• 1.1.1 有机抗冲磨材料9-10
• 1.1.2 无机抗冲磨材料10-11
• 1.2 环氧树脂抗老化研究进展11-14
• 1.2.1 改变环氧树脂材料结构11-12
• 1.2.2 有机抗老化添加剂12
• 1.2.3 无机纳米材料12-14
• 1.2.4 纤维对纤维增强环氧树脂复合材料老化性能的影响14
• 1.3 研究目的与内容14-16
• 1.3.1 研究目的14-15
• 1.3.2 研究内容15-16
• 第二章 光稳定剂改性环氧抗冲磨材料的制备16-31
• 2.1 引言16
• 2.2 试验材料16-17
• 2.2.1 环氧抗冲磨材料16
• 2.2.2 光稳定剂16-17
• 2.3 试验及性能测试17-20
• 2.3.1 光稳定剂改性环氧抗冲磨材料改性配方及制备17-19
• 2.3.2 抗拉强度测试试件制备19
• 2.3.3 抗压强度测试试件制备19
• 2.3.4 紫外加速老化试验19-20
• 2.3.5 抗拉强度/断裂伸长量和抗压强度测试20
• 2.4 试验结果与讨论20-30
• 2.4.1 光稳定剂对环氧抗冲磨材料力学强度的影响20-24
• 2.4.2 单种光稳定剂改性环氧抗冲磨材料研究24-29
• 2.4.3 光稳定剂复合改性环氧抗冲磨材料研究29-30
• 2.5 本章小结30-31
• 第三章 改性环氧抗冲磨材料老化性能研究31-57
• 3.1 引言31
• 3.2 试验材料31
• 3.3 试验及性能测试31-33
• 3.3.1 光氧老化试验31-32
• 3.3.2 热氧老化试验32
• 3.3.3 抗拉强度测试32
• 3.3.4 玻璃化转变温度测试32-33
• 3.3.5 扫描电子显微镜测试33
• 3.3.6 红外光谱测试33
• 3.4 试验结果及讨论33-55
• 3.4.1 环氧抗冲磨材料光氧老化性能33-44
• 3.4.2 环氧抗冲磨材料热氧老化性能44-55
• 3.5 本章小结55-57
• 第四章 改性环氧抗冲磨材料抗冲磨性能研究57-62
• 4.1 引言57
• 4.2 试验材料57
• 4.3 冲磨试验57-58
• 4.3.1 水下钢球法冲磨试验57
• 4.3.2 高速水下钢球法冲磨试验57-58
• 4.3.3 抗冲磨强度计算方法58
• 4.4 试验结果与讨论58-61
• 4.5 本章小结61-62
• 第五章 改性环氧抗冲磨材料应用研究62-66
• 5.1 引言62
• 5.2 工程概况62
• 5.3 施工工艺研究62-65
• 5.3.1 混凝土基面处理63-65
• 5.3.2 改性环氧抗冲磨材料的施工65
• 5.4 改性环氧抗冲磨材料应用效果65-66
• 第六章 结论与展望66-68
• 6.1 结论66-67
• 6.2 展望67-68
• 参考文献68-71
• 致谢71-72
• 附录72-73

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