聚氨基甲酸酯类弹性复合材料的开发应用

叙述了聚氨基甲酸酯类弹性复合材料的生产方法和应用领域以及我国聚氨酯弹性复合材料的原料、生产、应用等方面存在的问题。     

改性玄武岩纤维/聚氨酯阻尼材料的制备及性能

摘要：使用γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)对玄武岩纤维(BF)进行表面处理制备了改性玄武岩纤维(MBF)，以环氧化端羟基聚丁二烯(EHTPB)为原料合成了主链含有环氧基团的EHTPB基聚氨酯(EPU)，通过环氧开环反应连接MBF与EPU制备阻尼材料MBF@EPU。采用SEM、FTIR和XPS对改性前后的玄武岩纤维和聚氨酯的表面形貌、结构进行表征。结果表明，成功的制备了MBF和MBF@EPU。动态热机械分析(DMA)和拉伸试验结果表明，玄武岩纤维能提高EPU的阻尼与力学性能，其中10MBF@EPU的有效阻尼温域达到140.0 ℃，拉伸强度为8.68 MPa，断裂伸长率为329.04%，具有最佳的综合性能。     

聚氨酯/聚甲基丙烯酸甲酯互穿网络的阻尼性能及相态

引言聚合物互穿网络体系由于在其形成过程中产生特殊的物理拓扑结构,使得该体系是一种永久缠结在一起的聚合物"合金"[1]。同时,由于构成该体系的聚合物组分往往不相容或部分相容,在其形成     

聚氨酯/环氧树脂复合材料的阻尼性能

以-NCO／-OH(摩尔比)为0．8的聚醚型聚氨酯为阻尼层,分别以环氧树脂、玻璃纤维增强环氧树脂和四针状氧化锌晶须增强环氧树脂为约束层,研究了约束层的杨氏模量对复合材料损耗因子的影响。结果表明,该复合材料的阻尼性能随着约束层杨氏模量的增大而提高,氧化锌晶须增强环氧树脂时可增加内摩擦力,大幅度提高该复合材料的阻尼性能。     

纤维增强复合材料的阻尼研究

本文评述了关于纤维增强复合材料和结构阻尼的研究现状，特别是聚合物基复合材料和结构阻尼的研究现状．首先叙述了复合材料的阻尼机理和适宜的阻尼分析方法学，而后提出了关于阻尼的研究包括宏观力学、微观力学、粘弹性研究方法、复合材料中的界面阻尼模型、阻尼与破坏模型，某些重要工作涉及到已经改进了的厚的层压制品结构阻尼模型，对层压制品阻尼的改进以及纤维增强复合材料／结构阻尼的优化进行了评价。     

纤维增强聚合物基复合材料阻尼性能的研究进展

纤维增强树脂基复合材料越来越广泛地应用于航空航天、风机叶片等高科技领域.对这一先进材料的阻尼性能进行分析、预报和优化设计,从而实现对结构振动、冲击、噪声和疲劳破坏的有效控制,日益受到从事复合材料研究和开发的科技工作者的关注和重视.本文对纤维增强树脂基复合材料阻尼研究的进展情况进行了综述,分为复合材料阻尼机理、复合材料阻尼性能的研究现状、界面对复合材料阻尼的影响等三个方面的内容,最后对该领域研究工作进行了展望.     

纤维增强复合材料阻尼性能的研究

纤维增强树脂基复合材料越来越广泛地应用于航空航天、水下核潜艇、高速列车等高科技领域。对复合材料的阻尼性能进行分析和有效预报,从而实现结构振动冲击、噪声和疲劳破坏的有效控制,有着极其重要的工程实际意义。本文对纤维复合材料阻尼研究的进展情况进行了综述,阐述了复合材料阻尼机理：阳复合材料阻尼性能的研究现状。     

聚环氧丙烷醚/端羟基聚环氧氯丙烷醚聚氨酯的阻尼性能

以聚环氧丙烷醚(PPG)和端羟基聚环氧氯丙烷醚(PECH)为聚醚多元醇,合成了多嵌段聚醚型聚氨酯弹性体(PU)。用动态力学分析法研究了不同扩链剂[乙二醇、1,2-丙二醇(PG)和1,4-丁二醇]、二异氰酸酯[甲苯二异氰酸酯(TDI)和二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)]、PPG/PECH(质量比,下同)以及端羟基丁腈橡胶(HTBN)对PU阻尼性能的影响。结果表明,以TDI为二异氰酸酯,PG为扩链剂。当PPG/PECH为60/40,TDI/聚醚多元醇(摩尔比)为5/1时,试样的最大阻尼损耗因子为0．41。弹性模量为18．35MPa,阻尼温域为-18～15℃,阻尼性能较其他试样好。在此条件下加入摩尔分数为20％的HTBN,可提高PU的适用阻尼温域(18～38℃),改善阻尼性能。     

浇注型聚氨酯阻尼材料研究进展

从无机填料、互穿聚合物网络(IPN)技术、分子结构设计3个方面分析了目前国内浇注型聚氨酯阻尼材料研发现状,指出分子结构设计是制备高强度、高阻尼、耐动态疲劳性能的聚氨酯阻尼材料的有效方法之一。     

聚氨酯阻尼材料的研究进展

综述了近年来以聚氨酯为基体的阻尼材料研究进展,重点讨论了聚氨酯阻尼材料的制备方法、机理研究以及影响其相关性能的因素.     

聚氨酯弹性材料阻尼性能的研究

利用粘弹性阻尼结构研究了聚氨酯阻尼材料在0～1000Hz范围内的阻尼性能。制备了不同填料含量的聚氨酯阻尼材料,并用它们构成两种粘弹性阻尼结构,分别测试了两种结构的加速度导纳曲线。测定了不同温度下结构上对应点的加速度导纳,研究结果表明,填料云母含量的增加有利于提高材料的阻尼减振性能,随着温度的升高,材料的阻尼减振性能呈下降趋势。     

Bio-Based Polyurethane and Its Composites towards High Damping Properties

The operation of mechanical equipment inevitably generates vibrations and noise, which are harmful to not only the human body but also to the equipment in use. Damping materials, which can convert mechanical energy into thermal energy, possess excellent damping properties in the glass transition region and can alleviate the problems caused by vibration and noise. However, these materials mainly rely on petroleum-based resources, and their glass transition temperatures (T_g) are lower than room temperature. Therefore, bio-based materials with high damping properties at room temperature must be designed for sustainable development. Herein, we demonstrate the fabrication of bio-based millable polyurethane (BMPU)/hindered phenol composites that could overcome the challenges of sustainable development and exhibit high damping properties at room temperature. BMPUs with a high T_g were prepared from modified poly (lactic acid)-based polyols, the unsaturated chain extender trimethylolpropane diallylether, and 4,4′-diphenylmethane diisocyanate, and 3,9-Bis-{1,1-dimethyl-2[β-(3-tert-butyl-4-hydroxy-5-methylphenyl-)propionyloxy]ethyl}-2,4,8,10-tetraoxaspiro [5,5]-undecane (AO-80) was added to prepare BMPU/AO-80 composites. Finally, the properties of the BMPUs and BMPU/AO-80 composites were systematically evaluated. After adding 30 phr of AO-80, the Tg and maximum loss factor (tan δ_max) of BMPU/AO-80 composites increased from 7.8 °C to 13.5 °C and from 1.4 to 2.0, respectively. The tan δ_max showed an improvement of 43%. Compared with other polyurethanes, the prepared BMPU/AO-80 composites exhibited higher damping properties at room temperature. This study proposes a new strategy to reduce society’s current dependence on fossil resources and design materials featuring high damping properties from sustainable raw materials.     

扩链剂对PPG-1000/MDI体系聚氨酯弹性体阻尼性能的影响

以聚氧化丙烯二醇(PPG-1000)、MDI-50与不同的二醇扩链剂采用二步法合成PPG-1000/MDI体系的聚氨酯(PU)弹性体,并对其阻尼性能进行了测试。结果表明,扩链剂对PPG-1000/MDI体系的聚氨酯弹性体的阻尼性能有明显影响。加入含侧甲基和醚键的扩链剂在不同程度上提高了聚氨酯弹性体的阻尼因子(tanδ),拓宽其阻尼温域。因此选择适宜的扩链剂对调节聚氨酯弹性体的阻尼温域具有一定的意义。     

聚氨酯种类对机械性能以及阻尼性能影响研究

分别以聚四氢呋喃醚二醇(PTMEG)、聚氧化丙烯二醇(PPG-1000)为软段,以二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI-50、MDI-100LL),以及扩链剂1,4-丁二醇(BDO)、三羟甲基丙烷(TMP)为硬段,采用预聚体法制备了聚氨酯弹性体。并系统研究了聚氨酯体系中各组分的种类对材料机械性能和阻尼性能的影响。     

聚酯型聚氨酯阻尼材料的改性研究

采用接枝、嵌段及交联的方法对聚酯型聚氨酯(PU)阻尼材料进行改性并对其阻尼性能和力学性能进行研究.结果表明,PU材料的阻尼性能随接枝率增加而明显提高;当接枝率10%时,tanδmax为0.84,tanδ>0.3的阻尼温域为0.8～61.6℃,拉伸强度19.6 MPa,撕裂强度为27.0 kN/m,伸长率500%,是综合...     

硬质聚氨酯泡沫塑料阻尼性能研究

采用动态热力学分析方法研究了影响硬质聚氨酷泡沫塑料(RPUF)阻尼性能的因素,结果表明,未添加任何填料时,阻尼性能随着泡孔孔隙率的增加而增加;添加填料时,在相同孔隙率条件下阻尼性能随着填料含量的增加有所提高;体系交联密度的降低也有利于提高RPUF的阻尼性能。当纳米碳酸钙含量为5%(体积分数,下同)时,材料的损耗因子在一20 ~ 100℃范围内均在0.04以上,满足刚性阻尼材料的要求。     

熔纺氨纶的流变性能

研究了聚氨酯(TPU)切片、氨纶无油丝和不同混合比例的TPU与交联剂的混合物的流变性能,发现4种样品在熔融状态下均为切力变稀流体,熔体的剪切黏度随剪切速率的增大而减小;交联剂加入越多,熔体剪切黏度越大,在同样剪切速率下其熔融温度越高;随着熔融温度提高,熔体的剪切黏度减小。目前纺丝生产的经验值是TPU切片的熔融温度约为210℃,熔体管路及纺丝箱的温度约在200℃左右。     

含受阻酚侧链的聚氨酯阻尼性能研究

将二缩三乙二醇双〔β-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯〕(抗氧剂245)羧基化,得到具有一定反应活性的受阻酚基团,通过与多苯基多甲基多异氰酸酯(20S)的反应,合成带受阻酚侧链的多异氰酸酯,制备受阻酚型聚氨酯阻尼材料;讨论了羧基受阻酚及其含量、作为阻尼填料的抗氧剂245以及nNCO/nOH对聚氨酯材料阻尼性能的影响。结果表明,引入羧基受阻酚基团,聚氨酯材料的阻尼性能有很大的提高,并随引入的羧基受阻酚含量的增加而提高;当羧基受阻酚占20S质量分数为21.9%时,提高阻尼填料抗氧剂245的含量、减小nNCO/nOH,聚氨酯材料的阻尼性能增加。     

聚氨酯阻尼材料及其约束阻尼结构动态性能

分别采用聚己二酸新戊二醇酯–2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI)–3,3′-二氯-4,4′-二氨基二苯甲烷(MOCA),聚己二酸新戊二醇酯–异弗尔酮二异氰酸酯(IPDI)–MOCA,聚丁二酸1115酯酯–TDI–MOCA体系合成3种聚氨酯阻尼材料——PU–1,PU–2,PU–3,并制备了3种四片型约束阻尼结构,进行动态性能试验,考察了加载频率、激励振幅、试验温度对约束阻尼结构的水平等效刚度、等效阻尼比的影响。结果表明,3种聚氨酯阻尼材料的损耗因子(tanδ)峰值均在0.8以上,其中PU–3的最高,为1.04,tanδ0.3的有效阻尼温域都在60℃以上;随激励振幅和试验温度的上升,3种聚氨酯约束阻尼结构的水平等效刚度均下降,随加载频率的增加,PU–2体系的水平等效刚度升高,而其它两种体系均下降;随激励振幅的上升,PU–2体系的等效阻尼比基本不变,而其它两种体系均先升高后下降,在试验温度范围内3种约束阻尼结构的等效阻尼比均在0.20以上。综合分析,以聚丁二酸1115酯酯–TDI–MOCA合成的聚氨酯阻尼材料及其约束阻尼结构综合性能最优。