【硕士】环氧树脂基轻质吸声材料

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内容简介

　　【硕士】环氧树脂基轻质吸声材料　　授予学位：硕士　　学位授予单位：浙江大学　　学位年度：2007　　 本论文以环氧树脂(EP)为基体，填充空心微珠，制备了可在水下使用、具有较高力学性能和吸声性能的复合泡沫塑料。在基体树脂方面，将高阻尼性能的聚氨酯(Pu)加入到环氧树脂中，不但增韧了环氧树脂基体，还使其阻尼性能得到改善；在空心微珠方面，进行了高阻隔性偏氯乙烯(vDC)／N烯腈(AN)／苯乙烯(St)共聚物空心微珠性能的改进研究，研究了VDC／AN／St共聚物引入环氧树脂基体对材料声学性能的影响；利用国产玻璃空心微珠和酚醛空心微珠填充(改性)环氧树脂制备了具有吸声性能的复合泡沫塑料，对材料的机械性能和声学性能进行了研究。　　 比较了不同类型聚氨酯对环氧树脂的改性效果，包括基于不同聚二元醇和不同二异氰酸酯的聚氨酯。首先利用异佛尔酮二异氰酸酯(口DI)与PPG-A、PPG-C和HP-A三种聚二元醇分别制备了相应的聚氨酯预聚体，通过聚氨酯与环氧树脂的预反应和环氧树脂的固化反应，将聚氨酯引入了环氧树脂固化物网络。结果表明，各种聚氨酯的引入均起到了增强增韧的改性效果；分子量相同的PPG-A聚醚型聚氨酯增韧效果优于HP-A聚酯型聚氨酯，而后者更有利于拉伸强度和弯曲强度的提高，分子链较短的PPG-C型聚氨酯对韧性、拉伸和弯曲强度的改善效果均优于PPG-A；l，4．丁二醇(1,4-BD)／三羟甲基丙烷(TMP)的引入可以进一步提高材料的拉伸和弯曲强度。与利用IPDI制备聚氨酯预聚体相比，利用己二异氰酸酯(HDI)原位聚合的方式同样可以达到对环氧树脂增韧增强的改性目的，但效果稍差。通过加大交联剂二乙烯基苯(DVB)的用量与共聚单体中VDC的含量进行了vDC，Awst共聚物空心微珠性能改进的研究。结果表明，交联剂DVB的用量增大可以提高树脂的凝胶含量；DVB用量在临界用量O．4％以下时，低VDC含量的共聚树脂发泡能够得到致密泡孔结构的多泡孔微珠，VDC含量升高，会导致泡孔密度减小，泡孔增大；DVB用量高于临界用量时，树脂发泡只能得到微弱发泡的单泡孔微珠；环氧树脂中溶解5％的VDC／AN／St共聚树脂后，就会引起环氧固化物弯曲强度和冲击强度的极大降低。　　 用两种国产玻璃空心微珠填充环氧树脂制备了复合泡沫塑料，对其机械性能进行了研究。与国外公司玻璃空心微珠不同，国产玻璃空心微珠的填充导致了压缩模量的降低；两种国产玻璃空心微珠相比，利用B型微珠制备的复合泡沫塑料压缩强度、压缩模量、冲击强度均优于A型；B型玻璃空心微珠表面经偶联剂处理后，材料的压缩强度、压缩模量和冲击强度得到较大提高；将聚氨酯引入环氧树脂基体可以在不增加密度的同时，使材料的机械性能得到一定程度的改善：加大玻璃空心微珠的填充量，可以制备密度在O．40-0．559／crn3水平的复合泡沫塑料，此时材料的压缩强度和压缩模量较低。　　 研究了PU／EP材料的动态力学性能与复合泡沫塑料的声学性能。对动态力学性能的研究表明，PU的引入可以使材料的阻尼温域增宽，同时阻尼峰向低温移动；阻尼峰值温度随测试频率的降低有向低温移动的趋势；EP储能模量～频率主曲线上的阻尼区出现在极低的频率上，PU的加入可以使其向高频移动；PU／EP材料在16--22kI-Iz的频率范围内阻尼性能较差，声衰减常数较低，声速在2000---3500m／s的范围内随频率单调增大；1,4．BD／TMP引入基体可以使声衰减常数稍有增加，相应声速略有降低；基体树脂中溶解了vDC，AN／st共聚树脂后，复合泡沫塑料的声衰减常数基本不变，声速有所降低；基体树脂中vDC，AN／St共聚树脂的引入有利于实现材料与水介质的阻抗匹配。等体积的A型与B型玻璃空心微珠填充制备的复合泡沫塑料具有相近的声衰减常数，略低于纯环氧树脂。采用酚醛空心微珠／A型国产玻璃空心微珠复合填充制备的复合泡沫塑料声衰减常数得到成倍的提高；复合泡沫塑料的声速较纯环氧树脂均有所提高；空心微珠的填充同样有利于材料与水介质的阻抗匹配；作为一种闭孔型的泡沫塑料，酚醛空心微珠填充制备的复合泡沫塑料在0．2~3．5kI-Iz范围内吸声系数在0．1-0．25的范围内波动。　　

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