路用聚氨酯（PU）膠結(jié)料在工程應(yīng)用中不可避免地會遭受紫外照射的影響。為此,采用紫外老化試驗(yàn)箱模擬自然老化過程,以影響路用性能的拉伸性能和黏彈性（基于溫度掃描和頻率掃描的動(dòng)態(tài)熱力學(xué)性能）為評價(jià)指標(biāo),研究老化下路用PU膠結(jié)料性能的演化規(guī)律,并通過紅外光譜和電子掃描顯微鏡揭示其老化機(jī)理;同時(shí),通過調(diào)整PU的組分配比（多元醇/異氰酸酯的質(zhì)量比為100/80,100/65,分別記為PU-Ⅰ,PU-Ⅱ）,揭示不同異氰酸酯組分含量對PU紫外老化性能的影響規(guī)律與機(jī)理。試驗(yàn)表明:紫外老化對PU拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率的影響主要表現(xiàn)在老化前期,老化中后期性能保持相對穩(wěn)定甚至有所回升,如PU-Ⅰ的殘余強(qiáng)度在老化28d后恢復(fù)至98.8%;紫外老化并未明顯降低PU的拉伸模量,反而提高了其拉伸模量,如老化28d后PU-Ⅰ的拉伸模量提升了近一倍;紫外老化提高了PU的儲能模量和玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（Tg）,增大了低頻區(qū)PU的復(fù)數(shù)模量和黏彈比,降低了中高頻區(qū)PU的復(fù)數(shù)模量和黏彈比,特別是PU-Ⅰ。上述PU性能的演化機(jī)理主要包括塑化、分子鏈斷裂和物化交聯(lián),其中物化交聯(lián)主要包括較強(qiáng)氫鍵形成而產(chǎn)生的物理交聯(lián)、后固化以及水分子與未反應(yīng)的... 

【文章來源】：中國公路學(xué)報(bào). 2020,33(10)北大核心

【文章頁數(shù)】：14 頁

【部分圖文】：

聚氨酯膠結(jié)料的反應(yīng)機(jī)理（OCN-R-NCO為異氰酸酯、HO～～OH為多元醇）

為研究紫外老化對PU細(xì)觀形貌的影響，試驗(yàn)利用掃描電子顯微鏡（Scanning Electron Microscopy,SEM）觀察了老化期間2種PU試樣在老化正面和背面的細(xì)觀形貌，并與其初始細(xì)觀形貌進(jìn)行了對比。2 結(jié)果與分析

試驗(yàn)利用肉眼和SEM分別從宏觀、細(xì)觀角度對老化期間2種PU膠結(jié)料的外觀形貌進(jìn)行了觀察，其老化正面的宏觀形貌變化見圖6，老化正面和背面的細(xì)觀形貌變化見圖7（因PU-Ⅰ和PU-Ⅱ兩種試樣的形貌變化類似，僅以PU-Ⅱ?yàn)槔�。由圖6可見，隨著老化時(shí)間的增加，PU試樣老化正面的顏色逐漸由淺變深，兩端固定區(qū)域的顏色因未受到紫外照射的影響而未發(fā)生變化；值得注意的是，PU試樣老化背面的顏色亦未發(fā)生明顯變化。經(jīng)觀察圖7所呈現(xiàn)的細(xì)觀形貌變化，老化8d后PU試樣的老化正面即已出現(xiàn)明顯的坑洞刻蝕現(xiàn)象，并隨著老化時(shí)間的增加，試樣老化正面逐漸龜裂，其刻蝕程度不斷增加。但是，PU試樣的老化背面未發(fā)生變化，見圖7(f）。因此，紫外老化對PU試樣外觀形貌的影響較大，具體表現(xiàn)為變色、坑洞、龜裂等現(xiàn)象；因此可以推斷，紫外老化對PU試樣外觀形貌的影響主要是由化學(xué)變化所引起的，即紫外老化改變了PU試樣的化學(xué)結(jié)構(gòu)。圖7 紫外老化后PU拉伸試樣形貌的細(xì)觀變化

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]高性能聚氨酯透水混合料關(guān)鍵性能研究[J]. 李添帥,陸國陽,王大為,洪斌,譚憶秋,OESER Markus.  中國公路學(xué)報(bào). 2019(04)
[2]高分子聚合物混凝土鋪裝材料的開發(fā)及路用性能檢測評價(jià)[J]. 王榮偉,胡占紅,石家磊,李書飛,徐世法,段文志.  筑路機(jī)械與施工機(jī)械化. 2018(10)
[3]紫外老化作用下無砟軌道灌縫膠粘附性能及微觀屬性演變規(guī)律[J]. 薛恒瀟,譚憶秋.  高分子材料科學(xué)與工程. 2018(02)
[4]聚氨酯纖維的紫外老化特性及分析[J]. 游革新,蔡斯迪,周序霖,楊波,周秀文.  工程塑料應(yīng)用. 2017(09)
[5]紫外輻照下透明聚氨酯膠片老化機(jī)理[J]. 歐迎春,馬曉娜,張延芳,付靜,秦瑞祥,馬眷榮.  航空材料學(xué)報(bào). 2017(01)
[6]聚氨酯碎石透水路面的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與配方調(diào)節(jié)[J]. 邵洪濤,汪國平.  化工新型材料. 2015(06)
[7]多孔隙聚氨酯碎石混合料強(qiáng)度及路用性能[J]. 王火明,李汝凱,王秀,凌天清,周剛.  中國公路學(xué)報(bào). 2014(10)
[8]紫外老化對聚苯乙烯泡沫性能的影響[J]. 姚培培,李琛,肖生苓.  化工學(xué)報(bào). 2014(11)
[9]瀝青結(jié)合料紫外老化機(jī)理[J]. 譚憶秋,王佳妮,馮中良,周興業(yè),徐慧寧.  中國公路學(xué)報(bào). 2008(01)
[10]新型橋面粘結(jié)材料的制備與性能研究[J]. 吳少鵬,楊朋,邱健.  武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)(交通科學(xué)與工程版). 2007(03)

博士論文
[1]聚氨酯基CFRP拉擠板材的耐水堿鹽性能研究[D]. 洪斌.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2018



本文編號：3008486