接枝聚氨酯-環(huán)氧樹脂互穿網(wǎng)絡(luò)聚合物灌漿材料的研究.pdf

1、具有固結(jié)體粘結(jié)力強且收縮率小、熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定好、成本低，可低溫固化等優(yōu)點的環(huán)氧樹脂(EP)灌漿材料，是當(dāng)前混凝土裂縫修補工程中的首選材料。但其固化后脆性較大、抗拉強度偏低、濕固化困難，以及在地下潮濕環(huán)境粘接性能差等缺陷限制了其在地鐵混凝土工程堵強補漏的應(yīng)用。將聚氨酯(PU)引入環(huán)氧樹脂網(wǎng)絡(luò)制備PU/EP互穿網(wǎng)絡(luò)聚合物(PU/EP IPNs)是近年來EP增韌改性研究領(lǐng)域的熱點之一，已取得了顯著的成果，并在電子灌封材料，膠黏劑、涂料等領(lǐng)

2、域得到了應(yīng)用，但將其應(yīng)用于灌漿材料的研究報道較少。本研究在分子設(shè)計的基礎(chǔ)上，通過對合成PU預(yù)聚體的影響因素研究，合成了一定分子量大小的預(yù)聚體，接著將PU預(yù)聚體引入EP中，合成了接枝PU/EP IPNs，研究復(fù)合固化劑的配比及總用量、釋劑用量和促進劑對接枝PU/EP IPNs灌漿料力學(xué)性能和工作性能的影響。主要研究內(nèi)容如下：
　　(1)以甲苯二異氰酸酯(TDI)與聚乙二醇(PEG)為原料合成PU預(yù)聚體，研究了PEG的脫水條件、添加方

3、式、反應(yīng)溫度及時間對合成PU預(yù)聚體的影響，得到了合成PU預(yù)聚體的最優(yōu)合成條件：PEG需在115℃、真空度0.085 MPa，4 h條件下干燥脫水，采用一次性加料方式，反應(yīng)溫度75～80℃，反應(yīng)時間2.5～3.0 h；紅外光譜圖結(jié)果顯示合成的產(chǎn)物為PU-預(yù)聚體。
　　(2)以端-NCO PU-預(yù)聚體和環(huán)氧樹脂為原料，合成了PU/EP IPNs，將其與助劑混合制備了接枝PU/EP IPNs灌漿材料，研究了異氰酸酯指數(shù)、含量對PU/EP

4、 IPNs灌漿料力學(xué)、熱性能的影響。紅外光譜結(jié)果表明PU預(yù)聚體與EP分子間形成了接枝結(jié)構(gòu)；TGA結(jié)果證實接枝PU/EP IPNs灌漿材料的低溫穩(wěn)定性優(yōu)于純EP灌漿材料，當(dāng)選擇R=2.5/1的PU-預(yù)聚體與EP按質(zhì)量比15/85合成PU/EP IPNs，所配制的接枝PU/EP IPNs灌漿材料的綜合力學(xué)性能最優(yōu)；斷口SEM圖片顯示PU在EP中隨含量增加，PU/EP IPNs灌漿材料由脆性斷裂向韌性斷裂轉(zhuǎn)變。
　　(3)研究了復(fù)合固化

5、劑的配比及用量、稀釋劑用量和促進劑對接枝PU/EP IPNs灌漿料力學(xué)和工作性能的影響，獲得了優(yōu)化后接枝PU/EP IPNs灌漿材料配方。研究結(jié)果表明采用糠醛/丙酮(質(zhì)量比為1:1)為復(fù)合稀釋劑、質(zhì)量分數(shù)為40wt.％，T31/低分子量聚酰胺650#(質(zhì)量比為1:1)為復(fù)合固化劑、質(zhì)量分數(shù)為50wt.％，促進劑為DMP-30，質(zhì)量分數(shù)為0.5～3wt.％的時，所配制的接枝PU/EP IPNs灌漿材料的綜合性能最佳，初始粘度60 mPa·