填料对HMDI型PUE复合材料性能影响的研究

以4,4′-二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)、多元醇聚四氢呋喃二醇(PTMG1000)、聚环氧丙烷多元醇(EP3600)和三异丙醇胺(TIPA)为主要原料,选用微晶纤维素(MCC),抗氧化剂(A080)和中空玻璃微珠(HGM)作为填料,制备了一系列聚氨酯弹性体(PUE)复合材料,研究了填料对PUE性能的影响。结果表明:填料的加入未影响PUE分子的振动;3种复合材料拉伸强度随添加量增加先提高后下降,而断裂伸长率变化趋势不一,随着添加量的提高,A080/PUE材料断裂伸长率一直增加,HGM/PUE材料断裂伸长率一直下降,而MCC/PUE材料断裂伸长率先增加后降低;MCC/PUE材料阻尼性能有一定程度提高,A080/PUE材料玻璃化转变温度向高温偏移,阻尼温域拓宽,而HGM/PUE材料阻尼因子下降;填料的加入提高了PUE复合材料的耐温性。     

不同异氰酸酯型聚氨酯弹性体的合成与性能研究

以甲苯二异氰酸酯(TDI)、4,4′-二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚醚多元醇和1,4-丁二醇(BDO)等为主要原料制得一系列不同硬度、不同异氰酸酯型聚氨酯弹性体(PUE),研究了异氰酸根指数(R值)、不同多异氰酸酯等对PUE的性能影响。结果表明,随R值增加,3种异氰酸酯型聚氨酯(PU)的硬度、拉伸强度和热性能变化趋势一致,断裂伸长率变化各异。在R值为1.4时,HMDI-PU分子结构最规整,结晶度最高,硬度最大,热性能较优,硬度达到56HA,拉伸强度为2.949MPa,断裂伸长率为390%,起始分解温度为278℃,最大失重温度为321℃,是3种材料中较好的。     

木质纤维填充改性聚氨酯弹性体性能研究

为了改善聚氨酯弹性体拉伸和热稳定性能,本文以环氧树脂改性木质纤维,再填充至聚氨酯(PU)弹性体中制得生物基复合材料,采用万能试验机、扫描电镜和热分析仪分别对复合材料的拉伸性能、断面形貌和热稳定性进行测试分析。结果表明：与未改性填充木质纤维复合材料相比,经水性环氧和E-51环氧树脂改性木质纤维分别填充4wt.%和2wt.%时,复合材料的拉伸强度分别由18.2 MPa提高至22.4和23.7 MPa,断裂伸长率分别由898%提高至1 124%和2 269%。其中,采用2wt.%E-51环氧树脂溶液改性木质纤维填充2wt.%时,与未改性木质纤维相比,其拉伸强度提高了6.3%,断裂伸长率提高4倍以上,这是由于环氧改性木质纤维提高了木质纤维与树脂基体间的界面相容性。失重率为5%时,与未填充PU相比,复合材料的分解温度由269℃升高至279℃,提高了3.7%。填充木质纤维可提高PU拉伸性能与热稳定性。     

蒙脱土改性PU/EP IPN的研究

本文通过端异氰酸酯基聚氨酯预聚体与环氧树脂E-51形成了互穿网络,并通过热重分析仪(TGA)研究了完全固化后的互穿网络的热分解行为;透射电镜研究了IPN的相分离行为及用拉伸强度,断裂伸长率对其进行了力学性能的表征.结果表明,经过环氧树脂改性的聚氨酯的耐热性能比纯聚氨酯得到了提高,且力学性能也有所改善.并选取性能较好的PU/EP IPN,用纳米级有机蒙脱土对其进行了改性.研究发现,经有机纳米蒙脱土改性的PU/EP IPN的力学性能及耐热性有了进一步的提高.     

热塑性聚氨酯改性环氧树脂的制备与微观特性表征

为了获得一种柔性环氧树脂,选用聚四氢呋喃醚二醇(PTMEG)和二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)制得的热塑性聚氨酯弹性体(TPU)预聚体对E-51型环氧树脂(EP)进行改性,通过拉伸强度、断裂伸长率和弯曲强度等力学性能测试方法得到聚氨酯改性环氧树脂中环氧树脂、TPU预聚体和固化剂的最佳掺配比例。借助红外光谱(FTIR)、差示扫描量热仪(DSC)、热失重(TG)与扫描电镜(SEM)表征聚氨酯改性环氧树脂的微观特性。结果表明：当聚氨酯预聚体改性EP的适宜反应温度为80℃、聚氨酯预聚体的掺量为20%、A和B组分的最优掺配比例为2∶1时,改性体系的力学性能最佳,表干时间为3.5 h,完全干燥时间为9 h,抗拉强度为53.1 MPa,断裂伸长率为153.34%,弯曲强度为48.14 MPa,弯曲变形为13.61 mm,黏结强度为1.89 MPa,T_5%和T_10%分别为386.4℃、437.2℃,玻璃化转变温度为-27.9℃。通过FTIR与SEM对其改性机理进行分析发现,聚氨酯改性EP达到提高材料韧性的效果,且改性过程属于化学改性范畴。本研究可为合理地选择环...     

聚氨酯改性E-51/MeTHPA的工艺与性能

本体法制备了聚氨酯接枝及互穿网络改性环氧树脂,研究了酸酐为固化剂的条件下,制备工艺及聚合物结构对聚氨酯(PU)改性E-51环氧树脂(EP)性能的影响。实验确定了异氰酸酯的官能度、聚丙二醇(PPG)的分子量及聚氨酯预聚体含量等对改性产物冲击强度、微观形貌及热性能的影响。结果表明,改性材料冲击强度随PPG分子量的增高而增大;互穿网络(IPN)结构改性E-51的抗冲击性能优于接枝改性,冲击断裂面上阻碍裂纹发展的点明显多于后者;支化PU改性E-51热稳定性高于线形PU改性,280℃热失重接近未改性环氧树脂。     

水性超支化聚氨酯共混改性聚氨酯的性能

通过共混方式制备了超支化水性聚氨酯(SWHBPU)共混改性聚氨酯。采用黏度测试表征了的共混乳液的流变性能,通过静态拉伸测试和差示扫描量热法(DSC)考察了共混胶膜的力学性能和热性能,并利用透射电镜(TEM)研究了胶膜微观结构。研究结果表明,SWHBPU的添加可以有效降低聚氨酯乳液的黏度;共混聚氨酯胶膜拉伸强度和断裂伸长率均得到提高,最大升幅分别为124.69%和20.13%,而ΔTg和软硬段微相分离在SWHBPU质量分数为6%时达到最大值,表明力学性能的提高是由聚氨酯微相分离程度的增大造成的。     

超支化聚酯基二茂铁/环氧树脂复合材料的制备及性能

以第3代环氧端基脂肪族超支化聚酯（EHBP）增韧的环氧树脂（E-51）为基体材料,超支化聚酯基二茂铁（HBPE-Fc）为吸波剂,制备具有一定力学承载及电磁性能的超支化聚酯基二茂铁/环氧树脂（HBPE-Fc/E-51）复合材料,并通过力学性能测试及扫描电镜、矢量网络分析仪等研究了该复合材料的力学及电磁性能。结果表明,添加较低含量的HBPE-Fc能较好地改善环氧树脂体系的拉伸及冲击性能,第4代HBPE-Fc质量分数为2%时,与纯环氧树脂体系相比,HBPE-Fc/E-51复合材料的拉伸强度、断裂伸长率和冲击强度分别提高了21.81%、34.32%和15.41%,对固化体系的拉伸断面分析发现引入HBPE-Fc后材料表现出韧性断裂。HBPE-Fc/E-51复合材料的玻璃化转变温度在105.29~130.27 ℃之间,具有良好的热稳定性,同时该复合材料具有一定的电磁特性。     

硬段类型和含量对嵌段聚氨酯脲性能的影响

以聚己二酸乙二醇-丙二醇酯二醇(PEPA)为软段,分别采用4种二胺扩链剂和3种二异氰酸酯为硬段,通过预聚体法合成了一系列不同硬段结构和含量的聚氨酯脲弹性体,并采用红外光谱、热失重分析、差示扫描量热和拉伸测试等手段,研究了硬段类型及含量对聚氨酯脲性能的影响。结果表明,在软段结构一致,硬段含量接近的情况下,兼具柔性和刚性的硬段有助于提升聚氨酯脲的力学性能、热学性能和微相分离程度。几种二胺扩链剂和二异氰酸酯中,由二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)和4,4'-二氨基二苯醚(ODA)构成的硬段性能最佳;在软、硬段结构一致的情况下,硬段含量对聚氨酯脲性能影响明显。随着硬段含量增加,聚氨酯脲的拉伸强度、微相分离程度先增大后减小,5%热失重温度和断裂伸长率逐渐下降。当PEPA/MDI/ODA摩尔比为1∶0.5∶0.5(硬段含量31.7%),聚氨酯脲拉伸强度达51.5 MPa,断裂伸长率为709%,5%热失重温度为282.7℃,性能最佳。     

受阻酚封端聚氨酯/环氧树脂共混物阻尼材料的结构与性能EI北大核心CSCD

制备了系列受阻酚封端聚氨酯/环氧树脂(EP)共混物阻尼材料,研究了组成比和云母对共混物动态力学性能和拉伸性能的影响。结果表明,EP的加入显著拓宽了阻尼温域和改善了阻尼性能,随着EP用量的增加,共混物的拉伸强度显著增加,但断裂伸长率降低。加入填料云母后,材料的阻尼性能和拉伸性能均有所提升。     

受阻酚封端聚氨酯/环氧树脂共混物阻尼材料的结构与性能

制备了系列受阻酚封端聚氨酯/环氧树脂(EP)共混物阻尼材料,研究了组成比和云母对共混物动态力学性能和拉伸性能的影响。结果表明,EP的加入显著拓宽了阻尼温域和改善了阻尼性能,随着EP用量的增加,共混物的拉伸强度显著增加,但断裂伸长率降低。加入填料云母后,材料的阻尼性能和拉伸性能均有所提升。     

聚氨酯弹性体/纤维素纳米晶体复合材料的制备及性能研究

通过浓硫酸水解脱脂棉制备纤维素纳米晶体(CNC),并用3-氨基丙基三乙氧基硅烷(APTS)对其进行表面修饰。以4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、聚四氢呋喃(PTMG)、CNC、1,4-丁二醇(BD)为原料制备聚氨酯弹性体/纤维素纳米晶体(PUE/CNC)复合材料,研究了CNC用量对PUE/CNC复合材料性能的影响。结果表明:当CNC用量达到1%(wt,质量分数,下同)时,复合材料的拉伸强度和断裂伸长率分别提高了178%和97.5%,热性能也有所提高;但CNC用量超过1.5%后,复合材料的力学性能下降,热性能仍保持提升。     

生物基热塑性聚氨酯弹性体合成及性能研究

以二聚二醇(Pripol 2033)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)和六取代脂肪酸蔗糖酯(Sefose 1618U B6)为原料,通过两步法合成了嵌段共聚聚氨酯弹性体。用热重分析仪和差示扫描量热仪研究了生物基聚氨酯弹性体的热稳定性及玻璃化转变温度,并采用拉伸实验测定材料的机械性能。结果表明:随着Sefose 1618U B6含量的增加,聚氨酯弹性体的拉伸强度和硬段玻璃化转变温度都随之降低,而断裂伸长率和回弹性却逐渐增强。     

EPU/EP弹性体的力学及水声吸声性能

以二丁基二月桂酸锡(DBTDL)作催化剂、环氧丙醇作封端剂制备了环氧氨酯(EPU);以自制的丙烯酸丁酯-二乙烯三胺(BA-DETA)为固化剂用浇铸法制备了EPU及环氧氨酯/环氧树脂(EPU/EP)共混物弹性体,并对该系列共混物弹性体的力学性能、动态力学性能和水声声学性能进行了表征,研究结果表明:随着EP用量的增加,EPU/EP共混物的拉伸强度逐渐增大,TDI型环氧氨酯的抗拉强度高于IPDI型环氧氨酯;随着EP含量的增加,TDI型环氧氨酯/环氧-E51(EPU1/E-51)共混物中、高温转变峰增强,杨氏模量变大,两组分相容性变差;EPU1/E-51系列共混物具有良好的水声吸声性能。EPU1/E-51(70/30)弹性体的水声性能最优,其平均吸声系数为0.75,最大吸声系数为0.94。     

兼具高强度、高韧性和自修复性能的环氧树脂改性热可逆聚氨酯

将E51环氧树脂引入基于Diels-Alder反应的热可逆聚氨酯，制备出环氧树脂改性热可逆自修复聚氨酯材料。引入环氧树脂，可提高改性热可逆聚氨酯的拉伸强度、杨氏模量、冲击韧性和邵氏硬度且保持较高的断裂伸长率。添加20%的环氧树脂制备的环氧树脂改性热可逆聚氨酯材料兼具优异的强度、韧性、硬度等力学性能和良好自修复性能。当环氧树脂改性热可逆聚氨酯出现裂纹裂缝等损伤后，在130℃处理20 min及60℃处理24 h便可修复损伤，并可实现同一部位多次损伤的重复自修复。力学性能提高的原因，是刚性环氧树脂相与聚氨酯弹性相相互缠结形成互穿聚合物网络结构产生的“强迫互溶”和“协同效应”；而多次重复自修复则归因于热可逆Diels-Alder反应和分子链热运动的协同作用。     

HMDI型吸水膨胀聚氨酯弹性体的研制

采用4,4-二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)与亲水性多元醇(PEG)合成预聚体,进一步与混合扩链剂反应,制备吸水膨胀聚氨酯弹性体。通过材料力学测试机和硬度计等仪器对拉伸强度、断裂伸长率、吸水率和硬度等性能测试。结果表明,PEG相对分子质量为2000,合成预聚体的NCO质量分数为9%,混合扩链剂n(JJ-125)∶n(TMP)=5∶5,(JJ-125为磺酸盐类亲水扩链剂)R值为1.05,制备出的吸水膨胀聚氨酯弹性体综合性能最优。     

聚天冬氨酸酯型聚脲增韧结构型环氧树脂及其机理

采用聚天冬氨酸酯(PAEs)与异氟尔酮二异氰酸酯(IPDI)反应制备了氨基封端的聚天冬氨酸酯型聚脲(PUA),将其与三乙烯四胺(TETA)共混并对环氧树脂(EP)进行增韧改性。通过红外光谱仪对合成的PUA结构进行了分析,并利用万能电子试验机、悬臂梁冲击试验仪、差示扫描量热仪(DSC)、扫描电子显微镜(SEM)等对PUA增韧改性EP的力学性能、热性能和断面微观形貌进行了表征和分析。结果表明,成功合成了PUA,且当PUA添加量为55份时,材料的拉伸强度为25.8 MPa,同时,其断裂伸长率为22.6%,剪切强度为17.1 MPa,冲击强度为29.1 kJ/m~2,较纯EP分别提高了约4倍、2.6倍、3.3倍。当PUA添加量为60份时,PUA/EP呈现出明显的相分离"海-岛"结构。     

耐高温聚氨酯改性TDE-85/E-51环氧树脂胶粘剂的制备和性能

以混合芳胺为固化剂,通过聚氨酯(PU)对4,5-环氧环己烷-1,2-二甲酸二缩水甘油酯(TDE-85)与二酚基丙烷缩水甘油醚(E-51)环氧树脂的改性,制备了一种高强高韧的耐高温环氧树脂结构胶粘剂。通过改变E-51、TDE-85、PU及固化剂之间的配比,探讨了各个组分对胶粘剂力学性能的影响。通过SEM分析,研究了PU增韧环氧树脂的机理。结果表明,TDE-85和E-51的配比为1∶1,PU添加量为环氧树脂的19%,芳胺固化剂添加量为20%时,胶粘剂具有最佳的耐热性和力学性能。制备的PU改性TDE-85/E-51结构胶粘剂室温拉伸剪切强度达到25.81 MPa,160℃高温拉伸剪切强度为12.85 MPa,剥离强度达到51.68 N/cm。     

丁腈基聚氨酯／石墨复合材料的结构与性能研究

以端羟基聚丁二烯丙烯腈（HTBN）和甲苯二异氰酸酯为原料,采用本体聚合的方法,制备了石墨改性型聚氨酯弹性体（PUE）。研究了石墨的加入量对聚氨酯弹性体的物理机械性能的影响,并对复合材料进行热性能分析,结果表明：随着石墨含量的增加,PUE的拉伸强度和撕裂强度先增加后降低,当石墨加入量为6％时,复合材料的强度出现峰值;石墨／PUE复合材料的耐热性能明显提高。     

磷钨酸根插层LDHs的制备及其对环氧树脂的阻燃性能研究

采用共沉淀法将磷钨酸根(PWA)柱撑插层层状双金属氢氧化物(LDHs)制备了MgAl-LDHs-PWA,通过X射线衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)等手段对其结构和形貌进行了表征，并对其热稳定性进行分析。结果表明：PWA插入LDHs层间，且MgAl-LDHs-PWA的热稳定性与残余量得到大幅度提升。同时，对环氧树脂(EP)/MgAl-LDHs-PWA复合材料的阻燃性能及力学性能进行了评价。结果表明：当添加质量为20%时，EP/MgAl-LDHs-PWA复合材料的极限氧指数(LOI)为26.2%,垂直燃烧(UL-94)达到V-0等级。EP/MgAl-LDHs-PWA复合材料的拉伸强度和断裂伸长率分别为29.28MPa和3.6%。