PU預聚體改性UPR的制備及其復合材料性能研究.pdf

1、不飽和聚酯樹脂是三大熱固性樹脂之一，由于價格低廉，物理機械性能較好，性價比高，被廣泛運用在纖維增強塑料這一領域。但隨著復合材料行業(yè)的發(fā)展，對不飽和聚酯樹脂的性能要求越來越高，不飽和聚酯樹脂的一些不足之處也顯現(xiàn)出來，比如固化后脆性大、收縮率高等。
　　 本文對PU預聚體改性UPR及其復合材料進行了研究。首先通過NCO含量的測定和紅外光譜分析對聚氨酯預聚體的合成進行了研究，選擇最佳合成條件；在此合成條件下成功合成了8種聚氨酯預聚體，

2、分別按-NCO∶-OH當量比加入到不飽和聚酯樹脂中，對改性后樹脂體系的靜態(tài)力學性能進行了研究，使用紅外光譜，SEM和DMA輔助分析，研究了性能的變化規(guī)律，并確定最佳力學性能改性體系；然后用改性后具有最佳力學性能樹脂基體制備復合材料，研究不同樹脂基體的力學性能的變化與界面性能。
　　 在端-NCO基聚氨酯預聚體合成條件研究中，實驗發(fā)現(xiàn)控制TDI與PEG的摩爾比為4與3時，合成得到預聚體的粘度較小；當摩爾比為2時，預聚體粘度較大，達

3、到6000mPa·s以上；TDI與PEG的摩爾比越大，PEG分子量越小，合成的預聚體穩(wěn)定性越差；在80℃，3個小時的合成條件下，TDI與PEG能完全反應。
　　 在聚氨酯預聚體改性端羥基不飽和聚酯樹脂的研究中，發(fā)現(xiàn)聚氨酯預聚體加入不飽和聚酯樹脂中后，端-NCO基團能與羥基完全發(fā)生反應，形成交聯(lián)點；改性后的不飽和聚酯樹脂，在沖擊，彎曲和拉伸性能上均有一定的提高，其中TDI：PEG摩爾比為2，PEG分子量為600時合成得到的預聚體對

4、UPR沖擊性能的提高最明顯，達到68kJ/m，為不飽和聚酯樹脂的10倍；隨著PEG分子量的提高和TDI∶PEG摩爾比的降低，改性UPR的力學性能呈現(xiàn)沖擊強度增大，彎曲強度和彎曲模量下降的變化趨勢；采用PEG分子量為400，TDI∶PEG摩爾比為3時合成得到的預聚體，按-NCO∶-OH當量比為1.5加入到端羥基不飽和聚酯樹脂中，改性UPR的綜合力學性能最佳，其沖擊強度為改性前的3倍，彎曲強度為改性前的1.5倍，拉伸強度為改性前1.7倍，斷

5、裂伸長率為改性前的2倍。
　　 本文最后對改性前后UPR復合材料的力學性能與界面性能進行了研究，結果表明：改性后UPR復合材料相對于改性前端羥基不飽和聚酯樹脂和乙烯基樹脂復合材料在性能上有大幅提高，其中彎曲強度比改性前增加了79％，拉伸強度提高了18％，斷裂伸長率提高了16％，彎曲模量和拉伸模量也有一定程度的提高；對復合材料拉伸破壞試樣的微觀形貌分析發(fā)現(xiàn)，改性UPR復合材料的玻璃纖維表面附著的樹脂基體較多，表明改性后的UPR與玻