硬质聚氨酯多孔材料的制备及性能研究
发布时间：2021-11-15 20:15
聚氨酯多孔材料是一种高分子泡沫材料,因泡沫种类比较多,在近代社会中的应用比较广泛。聚氨酯泡沫主要为软泡和硬泡,软泡主要为开孔结构,硬泡多为闭孔泡沫,国内的硬质泡沫材料的应用范围比较窄,因此解决硬泡开孔的问题,拓宽应用领域,打破国外技术的垄断具有重要意义。硬质聚氨酯泡沫材料内部的泡孔可以随着原料或环境等条件的改变而改变,泡沫材料内部的泡孔结构不仅影响泡孔的尺寸及开孔性,也会改变泡沫材料的各种性能。本文通过合成硬质聚氨酯多孔材料,探究软段和硬段、发泡助剂和填料体系对硬质聚氨酯多孔材料的力学性能、泡孔结构以及耐热性的影响,组成最适合本材料的发泡配方。相关实验结果如下:（1）聚己内酯（PCL）型的硬质聚氨酯多孔材料综合力学性能比较好,压缩和弯曲强度比较高,耐温性较好,材料内部的泡孔比较均匀,孔径系数较小,泡孔壁较薄,但是脆性高,体系的反应速度快;聚己内酯型多元醇相对分子量增大,材料的力学性能先增大后减小,但是韧性会得到提高,弯曲强度增大,泡沫体系反应速度低,泡孔的各项结构参数均是随着相对分子量的增大而增大。选用PCL210N和PCL220N并用体系,在比例为70/30时所合成的泡沫材料综合性能...
【文章来源】：青岛科技大学山东省
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
不同多元醇对泡孔结构的影响
硬质聚氨酯多孔材料的制备及性能研究22220N、230)：图2-5不同相对分子量对泡孔结构的影响Fig2-5Effectofdifferentmolecularweightsoncellstructure表2.2不同相对分子量对泡孔结构的影响Tab.2.2EffectofDifferentRelativeMolecularWeightsonCellStructure多元醇孔径（μm）（∥）（⊥）孔形系数泡孔壁厚（μm）205B150513931.08128208168015271.10130210N185516561.12134220N210016401.28142230225016671.35145由于实验环境条件的不同，PCL210N的泡孔结构数值与上轮略有差异。从图2-5和表2.2可以看出，随着聚己内酯多元醇分子量的增加，孔径和孔形系数是逐渐增大的，泡孔壁膜越来越厚。其原因可能是，聚己内酯多元醇分子量较低时，其黏度较小，与其他各种助剂混合在一起时的黏度降低，原料组分容易混合均匀，成核剂分散的比较充分，进行发泡时成核点多，发泡比较完全，产生的气泡小，因此孔径尺寸也相应减小，形成的泡孔壁膜较薄，泡孔接近于球形，各向异性低。
青岛科技大学研究生学位论文23当多元醇分子量较大时，其黏度随之增大，原料组分黏度增大，难以混合均匀，成核剂的分散性较差，气泡和气泡之间容易产生并泡，并且在发泡方向上易被拉长，使泡孔孔径尺寸增大，孔形系数增大，泡孔壁膜厚度增加，泡沫的性能受到影响。2.4.2.3低聚物多元醇相对分子量对硬质聚氨酯多孔材料玻璃化转变温度的影响由于不同相对分子量的多元醇所形成的软段比例不同，因此材料的玻璃化转变会出现差异，其玻璃化转变温度测试结果如下：图2-6不同相对分子量对玻璃化转变温度的影响Fig.2-6Effectofdifferentrelativemolecularweightsonglasstransitiontemperature由图2-6可以看出，随聚己内酯多元醇分子量的增大，玻璃化转变温度先增大后减小，210N的Tg最高，205的Tg最低，其原因可能是当多元醇相对分子量较低时，聚酯多元醇分子链长比较短，含有的酯基较少，形成的氢键比较少，分子链间的作用力比较弱，因此其玻璃化转变温度低。相对分子量增大，多元醇分子链增长，内部含有的酯基数目增多，与异氰酸酯反应后，在硬段相区和软段相区之间形成的氢键比较多，分子间作用力强，同时醚键数目的增多使得分子链更加柔顺和规整，软段相区容易产生结晶，因此1000相对分子量的聚己内酯玻璃化转变温度更高。随相对分子量进一步增大，材料内部软段相区所占的比例越来越大，硬段含量逐渐减小，分子链的柔顺性进一步提高，链段的作用力降低，因此其玻璃化温度逐渐降低。2.4.3低聚物多元醇并用对硬质聚氨酯多孔材料性能的影响2.4.3.1低聚物多元醇并用对硬质聚氨酯多孔材料力学性能的影响通过上述实验可以发现，聚己内酯210N所制得的泡沫性能相对好，但是在韧性方面有所欠缺，表现出的就是弯曲强度较低，采用高分
【参考文献】：
期刊论文
[1]环境友好型硬质聚氨酯泡沫塑料的研究进展[J]. 代月,李新月,仇艳玲,黄传峰,马登学. 广州化工. 2018(19)
[2]稳定剂对反应型聚氨酯热熔胶性能的影响[J]. 陈精华,石俊杰,张健臻,陈建军,黄恒超. 聚氨酯工业. 2018(02)
[3]改性膨胀石墨对硬质聚氨酯燃烧性能的影响[J]. 陈顺,高明,王昊,王彦霞. 华北科技学院学报. 2017(04)
[4]迷宫形开孔硬质聚氨酯泡沫制备和性能研究[J]. 程国华,张均,蒋学超,房松,姜志国. 化工新型材料. 2017(05)
[5]多元醇在聚氨酯材料中的应用[J]. 陈淼,龚洪洋,李瑶,陆瑜翀. 粘接. 2016(12)
[6]异氰酸酯与醇类反应动力学研究概述[J]. 杨鹏飞,李天铎,桑阳,李俊英,梁京芸. 聚氨酯工业. 2014(05)
[7]硅烷偶联改性聚氨酯-聚丙烯酸酯表面施胶剂的制备及应用[J]. 李培枝,罗巧丽,赵会芳,闫君芝. 陕西科技大学学报(自然科学版). 2014(02)
[8]硬质聚氨酯泡沫塑料特性及其应用[J]. 张禹,孙凤彬,李永毅,王长春. 城市建筑. 2014(06)
[9]聚氨酯工业发展现状与市场展望[J]. 建设科技. 2013(19)
[10]网化聚氨酯泡沫塑料的制备、微观结构及其储油性能[J]. 潘恒太,张广成,范晓龙,赵龙. 工程塑料应用. 2013(08)
硕士论文
[1]NDI体系微孔聚氨酯弹性体的制备及性能研究[D]. 孙秀利.青岛科技大学 2019
[2]硬质聚氨酯发泡材料的制备及温敏性研究[D]. 秦贤玉.青岛科技大学 2019
[3]硬质聚氨酯泡沫塑料的结构、形态与改性研究[D]. 何金迎.北京化工大学 2013
[4]环氧树脂/聚氯乙烯改性硬质聚氨酯泡沫塑料的研究[D]. 张文博.北京化工大学 2012
[5]高性能硬质聚氨酯泡沫塑料的制备及其阻燃性能的研究[D]. 唐希玲.浙江大学 2007
[6]聚氨酯泡沫塑料成型工艺研究及模具设计[D]. 邱应明.四川大学 2004
本文编号：3497428
【文章来源】：青岛科技大学山东省
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
不同多元醇对泡孔结构的影响
硬质聚氨酯多孔材料的制备及性能研究22220N、230)：图2-5不同相对分子量对泡孔结构的影响Fig2-5Effectofdifferentmolecularweightsoncellstructure表2.2不同相对分子量对泡孔结构的影响Tab.2.2EffectofDifferentRelativeMolecularWeightsonCellStructure多元醇孔径（μm）（∥）（⊥）孔形系数泡孔壁厚（μm）205B150513931.08128208168015271.10130210N185516561.12134220N210016401.28142230225016671.35145由于实验环境条件的不同，PCL210N的泡孔结构数值与上轮略有差异。从图2-5和表2.2可以看出，随着聚己内酯多元醇分子量的增加，孔径和孔形系数是逐渐增大的，泡孔壁膜越来越厚。其原因可能是，聚己内酯多元醇分子量较低时，其黏度较小，与其他各种助剂混合在一起时的黏度降低，原料组分容易混合均匀，成核剂分散的比较充分，进行发泡时成核点多，发泡比较完全，产生的气泡小，因此孔径尺寸也相应减小，形成的泡孔壁膜较薄，泡孔接近于球形，各向异性低。
青岛科技大学研究生学位论文23当多元醇分子量较大时，其黏度随之增大，原料组分黏度增大，难以混合均匀，成核剂的分散性较差，气泡和气泡之间容易产生并泡，并且在发泡方向上易被拉长，使泡孔孔径尺寸增大，孔形系数增大，泡孔壁膜厚度增加，泡沫的性能受到影响。2.4.2.3低聚物多元醇相对分子量对硬质聚氨酯多孔材料玻璃化转变温度的影响由于不同相对分子量的多元醇所形成的软段比例不同，因此材料的玻璃化转变会出现差异，其玻璃化转变温度测试结果如下：图2-6不同相对分子量对玻璃化转变温度的影响Fig.2-6Effectofdifferentrelativemolecularweightsonglasstransitiontemperature由图2-6可以看出，随聚己内酯多元醇分子量的增大，玻璃化转变温度先增大后减小，210N的Tg最高，205的Tg最低，其原因可能是当多元醇相对分子量较低时，聚酯多元醇分子链长比较短，含有的酯基较少，形成的氢键比较少，分子链间的作用力比较弱，因此其玻璃化转变温度低。相对分子量增大，多元醇分子链增长，内部含有的酯基数目增多，与异氰酸酯反应后，在硬段相区和软段相区之间形成的氢键比较多，分子间作用力强，同时醚键数目的增多使得分子链更加柔顺和规整，软段相区容易产生结晶，因此1000相对分子量的聚己内酯玻璃化转变温度更高。随相对分子量进一步增大，材料内部软段相区所占的比例越来越大，硬段含量逐渐减小，分子链的柔顺性进一步提高，链段的作用力降低，因此其玻璃化温度逐渐降低。2.4.3低聚物多元醇并用对硬质聚氨酯多孔材料性能的影响2.4.3.1低聚物多元醇并用对硬质聚氨酯多孔材料力学性能的影响通过上述实验可以发现，聚己内酯210N所制得的泡沫性能相对好，但是在韧性方面有所欠缺，表现出的就是弯曲强度较低，采用高分
【参考文献】：
期刊论文
[1]环境友好型硬质聚氨酯泡沫塑料的研究进展[J]. 代月,李新月,仇艳玲,黄传峰,马登学. 广州化工. 2018(19)
[2]稳定剂对反应型聚氨酯热熔胶性能的影响[J]. 陈精华,石俊杰,张健臻,陈建军,黄恒超. 聚氨酯工业. 2018(02)
[3]改性膨胀石墨对硬质聚氨酯燃烧性能的影响[J]. 陈顺,高明,王昊,王彦霞. 华北科技学院学报. 2017(04)
[4]迷宫形开孔硬质聚氨酯泡沫制备和性能研究[J]. 程国华,张均,蒋学超,房松,姜志国. 化工新型材料. 2017(05)
[5]多元醇在聚氨酯材料中的应用[J]. 陈淼,龚洪洋,李瑶,陆瑜翀. 粘接. 2016(12)
[6]异氰酸酯与醇类反应动力学研究概述[J]. 杨鹏飞,李天铎,桑阳,李俊英,梁京芸. 聚氨酯工业. 2014(05)
[7]硅烷偶联改性聚氨酯-聚丙烯酸酯表面施胶剂的制备及应用[J]. 李培枝,罗巧丽,赵会芳,闫君芝. 陕西科技大学学报(自然科学版). 2014(02)
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硕士论文
[1]NDI体系微孔聚氨酯弹性体的制备及性能研究[D]. 孙秀利.青岛科技大学 2019
[2]硬质聚氨酯发泡材料的制备及温敏性研究[D]. 秦贤玉.青岛科技大学 2019
[3]硬质聚氨酯泡沫塑料的结构、形态与改性研究[D]. 何金迎.北京化工大学 2013
[4]环氧树脂/聚氯乙烯改性硬质聚氨酯泡沫塑料的研究[D]. 张文博.北京化工大学 2012
[5]高性能硬质聚氨酯泡沫塑料的制备及其阻燃性能的研究[D]. 唐希玲.浙江大学 2007
[6]聚氨酯泡沫塑料成型工艺研究及模具设计[D]. 邱应明.四川大学 2004
本文编号：3497428
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