【硕士】聚氨酯改性环氧树脂的制备与性能研究

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内容简介

　　【硕士】聚氨酯改性环氧树脂的制备与性能研究　　授予学位：硕士　　学位授予单位：武汉理工大学　　学位年度：2010　　 本文研究了将聚氨酯预聚体加入到环氧树脂体系中，形成环氧树脂／聚氨酯互穿网络聚合物(EP／PU IPN)，得到EP／PU复合材料，通过力学测试，FT～IR，DSC，TG／DTA，SEM，DMA等方法研究了改性环氧树脂材料的机械性能、热性能、微观结构以及阻尼性能。　　 研究了PU含量、聚乙二醇(PEG)分子量的大小、活性稀释剂等因素对EP／PU体系力学性能的影响。用SEM扫描电镜断面的微观形貌与力学性能的关系。结果表明，虽然合成聚氨酯预聚体的PEG分子量不同，但改性环氧树脂体系的力学性能都随着聚氨酯的加入量的变化趋势相同。改性环氧树脂的冲击强度、弯曲强度和断裂伸长率随着PU加入量的增加而增大，当PU加入量为10％----15％时，达到最大值，而后又趋于下降。但是PEG分子量的不同，改性环氧树脂体系的力学性能也有所差别，当PEG分子量为400时改性环氧树脂体系的综合力学性能最好。当PU加入量为15％时，PEG分子量为400时；冲击强度最大，达到116．13 KJ／ff，同纯环氧树脂相比，上升了84．2％。PEG分子量为1000时，弯曲强度和断裂伸长率和最大，分别为87．15Mpa和19．27％，同纯环氧树脂相比，弯曲强度上升了27．8％，断裂伸长率上升了156．93％，力学综合性能显著提高。加入20％活性稀释剂后，PU链段的加入能显著提高EP／活性稀释剂体系的冲击强度、断裂伸长率，改性后的EP／活性稀释剂体系的冲击强度增加了37．14 KJ／m2，断裂伸长率提高了156．06％，随着PU加入量的增大，EP／活性稀释剂体系的拉伸强度、硬度都降低。　　 采用DSC分析表明，随着聚氨酯含量的加入，EP／PU体系的玻璃化转变温度(Tg)降低。当加入PU质量分数为25％时，玻璃化转变温度下降了9．321℃。热重分析(TG-DTA)表明，改性环氧树脂的高温稳定性较纯环氧树脂体系有所提高。用DMA研究了PU含量、PEG分子量的大小、测试频率和活性稀释剂对EP／PU体系动态力学性能的影响。当加入20％的RZ-1021后明显改善了纯环氧树脂的阻尼性能，阻尼值增加了0．1l，玻璃化转变温度降低了20℃，Tan 6>0．3的温度范围拓宽了2．4*C，有效拓宽共混体系的阻尼温域。加入PU后，EP／RZ一1021体系的阻尼值明显提高，当加入PU为15％时，阻尼因子为1．30，比改性前提高了O．32。玻璃化温度向低温方向移动，Tan 6>0．3的温域范围也明显扩大，当聚氨酯加入量为25％时，Tan 6>O．3的温度范围提高了6．9。C，说明加入聚氨酯显著增加了环氧树脂的阻尼性能。　　 不同分子量的PEG对改性环氧树脂体系的阻尼性能的影响，随着PEG分子量的增加，耗能模量在常温(25℃)峰值降低，转变峰向低温移动；随着PEG分子量的增加，储能模量的值降低，玻璃化转变区向低温移动。当PU加入量为10％，PEG的分子量为400时，储能模量达到最大值，为2．77GPa。损耗因子tan 6峰值随着PU加入量的增加而增大，PU质量分数为15％，PEG分子量为400时，EP／PU材料具有最佳阻尼性能，此时体系的tan 6。可达1．22，Tan 6>O．3的温度范围为2l℃(1Hz时)。　　

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