拉挤聚氨酯树脂体系设计及固化动力学研究
发布时间：2021-09-02 08:33
拉挤成型工艺是制备纤维增强树脂基复合材料的重要成型方法,采用环氧树脂、不饱和聚酯树脂等通用树脂基体可以制备性能优良的复合材料。为进一步提高复合材料的韧性、耐腐蚀性,提高复合材料加工速度,聚氨酯树脂基体越来越受到重视。聚氨酯树脂具有冲击韧性好、反应速度快、性能可调整幅度大、与纤维粘接性好等优点,在纤维增强树脂基复合材料中已经得到了较多应用。本文研究了适用于拉挤成型的双组份聚氨酯树脂体系,通过配方组份相容性测试、固化反应特性研究,及聚氨酯浇铸体力学性能研究,得到了性能优良的拉挤用聚氨酯树脂体系,与玻璃纤维复合,制备了玻纤增强聚氨酯拉挤复合材料,研究了反应条件对复合材料性能影响,对复合材料加工制备具有实际意义。首先确定了聚氨酯树脂基体的配方。为降低树脂粘度,以多异氰酸酯PAPI和聚丙二醇PPG为主要组份,通过扩链剂相容性测试及浇注体力学性能测试,确定了多扩链剂并用的配方原则,当羟基组份中PPG、MOCA和BDO的含量为30%、56%和14%时,树脂浇注体拉伸强度29.3MPa,断裂伸长率10%,邵D硬度93,可以满足拉挤成型树脂基体性能要求。为研究拉挤成型工艺及树脂反应特性,进行了配方体系的...
【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图３－１四种升温速率下的ＤＳＣ测试曲线??Ｆｉｇ．３－１?ＤＳＣ?ｔｅｓｔ?ｃｕｒｖｅ?ｕｎｄｅｒ?ｆｏｕｒ?ｈｅａｔｉｎｇ?ｒａｔｅｓ??
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【参考文献】：
期刊论文
[1]Polymer composite for antistatic application in aerospace[J]. Ramdayal Yadav,Manoj Tirumali,Xungai Wang,Minoo Naebe,Balasubramanian Kandasubramanian. Defence Technology. 2020(01)
[2]单向连续纤维增强聚氨酯复合材料拉挤成型的研究进展[J]. 张丽,陈秋宇,吴东阳,欧阳蔚,徐世君,赫玉欣. 化学推进剂与高分子材料. 2019(03)
[3]浅谈玻璃纤维直接无捻粗纱脱圈问题[J]. 周信伟,张学斌,杨国云,韩晓锋,刘奇. 玻璃纤维. 2018(06)
[4]手糊玻璃钢工艺蜂窝夹芯结构的力学性能研究[J]. 段国晨,赵景丽,赵伟超. 中国胶粘剂. 2018(09)
[5]连续长玻璃纤维/聚氨酯复合材料的制备与力学性能[J]. 刘小祥,刘翼,安珈璇,杨朝龙,夏小超,李又兵. 复合材料学报. 2019(03)
[6]高性能复合材料的树脂基体研究进展[J]. 孙远君. 轻工标准与质量. 2016(05)
[7]先进树脂基复合材料发展现状和面临的挑战[J]. 邢丽英,包建文,礼嵩明,陈祥宝. 复合材料学报. 2016(07)
[8]我国复合材料拉挤成型技术及应用发展情况分析[J]. 陈博. 玻璃钢/复合材料. 2014(09)
[9]2-甲基咪唑/环氧树脂体系的固化动力学研究[J]. 高婧韬,马跃辉,张清华. 热固性树脂. 2012(04)
[10]软段分子链结构对PUF性能的影响[J]. 梁书恩,王艳艳,田春蓉,赵秀丽,王建华. 聚氨酯工业. 2012(03)
博士论文
[1]聚氨酯基CFRP拉挤板材的耐水碱盐性能研究[D]. 洪斌.哈尔滨工业大学 2018
本文编号：3378694
【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图３－１四种升温速率下的ＤＳＣ测试曲线??Ｆｉｇ．３－１?ＤＳＣ?ｔｅｓｔ?ｃｕｒｖｅ?ｕｎｄｅｒ?ｆｏｕｒ?ｈｅａｔｉｎｇ?ｒａｔｅｓ??
，做ｌｎ（ｅ／Ｔｐ２）－ｌ／Ｔｐ图，对所得图像进行拟合可得直线，对直线??的截距和斜率进去分析求解，可得Ａ、Ｅ值。??－９．０???９??＂９４＂?Ｎ．?ｙ＝１．２５１３－４．４０８ｘ??Ｎ．?Ｒ＝０．９８４５６??迓?９?６：??－９．８?－??＾?＼??。２：?Ｘ??－１０．４?Ｊ￣￣，￣￣，￣￣，￣￣，￣，￣￣■￣￣，￣￣，￣￣，￣￣，￣￣，￣￣，—??２．３５?２．４０?２．４５?２．５０?２．５５?２．６０?２．６５??１?汀?Ｐ?０〇??图３－２?ｌｎ（?Ｐ?／Ｔｐ２）对１／ＴＰ作图后的拟合直线??Ｆｉｇ．３－２?Ｆｉｔｔｅｄ?ｌｉｎｅ?ａｆｔｅｒ?ｐｌｏｔｔｉｎｇ?Ｉｎ?（Ｐ?／?Ｔｐ２）?ａｇａｉｎｓｔ?１?／?Ｔｐ??由图３－２我们可以得知，上图中的斜线斜率为－４．４０８，在此基础上结合－Ｅ／Ｒ??系数，将己知数值带入求解，可得ｌｎＡ＝２．７３４８，反应活化能为３６．６５ＫＪ／ｍｏｌ。??相对于Ｋｉｓｓｉｎｇｅ方程是在ｎ级反应的模型中导出的公式来说，ｎｙｎｎ－Ｗａｌｌ－??Ｏｚａｗａ方程则不依赖于反应的机理和模型。对式（２－４）进行积分，并进行相似处理??就可以得到Ｄｏｙｌｅ固化动力学方程：??邮＝＆?ｂｆｙ?一２．３１５?－?〇＿４５６７?告?（２－１２）??假定在不同的升温速率ｅ和同一固化度ａ下，／（ａ）为常数。在这个前提下对??式（２－１１）微分，就可以得到Ｈｙｎｎ－Ｗａｌｌ－Ｏｚａｗａ方程：??２７??
?北京化工大学硕士学位论文???４００?■?＾??？?、、＊■??貧?＼??Ｉ２０＂?＼?／??＾１００．?＼?／??■?■■?＂■??１００?１０５?１１０?１１５?１２０?１２５?１３０?１３５?１４０?１４＊??Ｔ?ｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ／°Ｃ??图３－６固化温度与拉伸模量关系图??Ｆｉｇ．３－６?Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ?ｂｅｔｗｅｅｎ?ｃｕｒｉｎｇ?ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ?ａｎｄ?ｔｅｎｓｉｌｅ?ｍｏｄｕｌｕｓ??其中图３－５是聚氨酯树脂拉伸性能与固化温度的关系图，综合上图分析可知，??随着温度的变化，断裂伸长率以及拉伸强度的变化状态表现为先增大后减小，针??对该反应现象进行分析可知，如反应为低温态，则此时为不完全反应，分子内能??相对较小，分子间作用力相对较小，升高反应温度，则反应速率加快，分子间作??用力变大，因此伸长率、强度均变大，温度继续升高，则系统内聚合物之间出现??交联，进而破坏微区相分离结构，进而降低降低了材料伸长率和强度。如上图３－??５所示为模量－温度关系图，由图可知，温度升高的过程中，模量的变化走势为先??减小后增大，针对该现象进行分析，推测为温度影响交联作用，进而减弱分子链??滑移，在此基础上，刚性增大，拉伸率变小，进而导致呈现随温度的升高先下降??后上升的变化模量。??３．３．１．２固化温度对树脂体系表面硬度的影响??以ＰＡＰＩ：?ＰＰＧ：?ＭＯＣＡ：?ＢＤＯ＝１：０．３：０．５６：０．１４的摩尔比混合，并将混合物搅??拌均匀，完成上述操作后即可进行模具装样，并将五份试样置于烘箱３ｈ，设置不??同的固化温度，为１００°Ｃ、１１０°Ｃ、１２０°Ｃ、１３０°Ｃ、１４
【参考文献】：
期刊论文
[1]Polymer composite for antistatic application in aerospace[J]. Ramdayal Yadav,Manoj Tirumali,Xungai Wang,Minoo Naebe,Balasubramanian Kandasubramanian. Defence Technology. 2020(01)
[2]单向连续纤维增强聚氨酯复合材料拉挤成型的研究进展[J]. 张丽,陈秋宇,吴东阳,欧阳蔚,徐世君,赫玉欣. 化学推进剂与高分子材料. 2019(03)
[3]浅谈玻璃纤维直接无捻粗纱脱圈问题[J]. 周信伟,张学斌,杨国云,韩晓锋,刘奇. 玻璃纤维. 2018(06)
[4]手糊玻璃钢工艺蜂窝夹芯结构的力学性能研究[J]. 段国晨,赵景丽,赵伟超. 中国胶粘剂. 2018(09)
[5]连续长玻璃纤维/聚氨酯复合材料的制备与力学性能[J]. 刘小祥,刘翼,安珈璇,杨朝龙,夏小超,李又兵. 复合材料学报. 2019(03)
[6]高性能复合材料的树脂基体研究进展[J]. 孙远君. 轻工标准与质量. 2016(05)
[7]先进树脂基复合材料发展现状和面临的挑战[J]. 邢丽英,包建文,礼嵩明,陈祥宝. 复合材料学报. 2016(07)
[8]我国复合材料拉挤成型技术及应用发展情况分析[J]. 陈博. 玻璃钢/复合材料. 2014(09)
[9]2-甲基咪唑/环氧树脂体系的固化动力学研究[J]. 高婧韬,马跃辉,张清华. 热固性树脂. 2012(04)
[10]软段分子链结构对PUF性能的影响[J]. 梁书恩,王艳艳,田春蓉,赵秀丽,王建华. 聚氨酯工业. 2012(03)
博士论文
[1]聚氨酯基CFRP拉挤板材的耐水碱盐性能研究[D]. 洪斌.哈尔滨工业大学 2018
本文编号：3378694
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