發(fā)布時間：2021-09-02 08:33

　　拉擠成型工藝是制備纖維增強樹脂基復合材料的重要成型方法,采用環(huán)氧樹脂、不飽和聚酯樹脂等通用樹脂基體可以制備性能優(yōu)良的復合材料。為進一步提高復合材料的韌性、耐腐蝕性,提高復合材料加工速度,聚氨酯樹脂基體越來越受到重視。聚氨酯樹脂具有沖擊韌性好、反應速度快、性能可調整幅度大、與纖維粘接性好等優(yōu)點,在纖維增強樹脂基復合材料中已經(jīng)得到了較多應用。本文研究了適用于拉擠成型的雙組份聚氨酯樹脂體系,通過配方組份相容性測試、固化反應特性研究,及聚氨酯澆鑄體力學性能研究,得到了性能優(yōu)良的拉擠用聚氨酯樹脂體系,與玻璃纖維復合,制備了玻纖增強聚氨酯拉擠復合材料,研究了反應條件對復合材料性能影響,對復合材料加工制備具有實際意義。首先確定了聚氨酯樹脂基體的配方。為降低樹脂粘度,以多異氰酸酯PAPI和聚丙二醇PPG為主要組份,通過擴鏈劑相容性測試及澆注體力學性能測試,確定了多擴鏈劑并用的配方原則,當羥基組份中PPG、MOCA和BDO的含量為30%、56%和14%時,樹脂澆注體拉伸強度29.3MPa,斷裂伸長率10%,邵D硬度93,可以滿足拉擠成型樹脂基體性能要求。為研究拉擠成型工藝及樹脂反應特性,進行了配方體系的... 

【文章來源】：北京化工大學北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖３－１四種升溫速率下的ＤＳＣ測試曲線??Ｆｉｇ．３－１?ＤＳＣ?ｔｅｓｔ?ｃｕｒｖｅ?ｕｎｄｅｒ?ｆｏｕｒ?ｈｅａｔｉｎｇ?ｒａｔｅｓ??

，做ｌｎ（ｅ／Ｔｐ２）－ｌ／Ｔｐ圖，對所得圖像進行擬合可得直線，對直線??的截距和斜率進去分析求解，可得Ａ、Ｅ值。??－９．０???９??＂９４＂?Ｎ．?ｙ＝１．２５１３－４．４０８ｘ??Ｎ．?Ｒ＝０．９８４５６??迓?９?６：??－９．８?－??＾?＼??。２：?Ｘ??－１０．４?Ｊ￣￣，￣￣，￣￣，￣￣，￣，￣￣■￣￣，￣￣，￣￣，￣￣，￣￣，￣￣，—??２．３５?２．４０?２．４５?２．５０?２．５５?２．６０?２．６５??１?汀?Ｐ?０〇??圖３－２?ｌｎ（?Ｐ?／Ｔｐ２）對１／ＴＰ作圖后的擬合直線??Ｆｉｇ．３－２?Ｆｉｔｔｅｄ?ｌｉｎｅ?ａｆｔｅｒ?ｐｌｏｔｔｉｎｇ?Ｉｎ?（Ｐ?／?Ｔｐ２）?ａｇａｉｎｓｔ?１?／?Ｔｐ??由圖３－２我們可以得知，上圖中的斜線斜率為－４．４０８，在此基礎上結合－Ｅ／Ｒ??系數(shù)，將己知數(shù)值帶入求解，可得ｌｎＡ＝２．７３４８，反應活化能為３６．６５ＫＪ／ｍｏｌ。??相對于Ｋｉｓｓｉｎｇｅ方程是在ｎ級反應的模型中導出的公式來說，ｎｙｎｎ－Ｗａｌｌ－??Ｏｚａｗａ方程則不依賴于反應的機理和模型。對式（２－４）進行積分，并進行相似處理??就可以得到Ｄｏｙｌｅ固化動力學方程：??郵＝＆?ｂｆｙ?一２．３１５?－?〇＿４５６７?告?（２－１２）??假定在不同的升溫速率ｅ和同一固化度ａ下，／（ａ）為常數(shù)。在這個前提下對??式（２－１１）微分，就可以得到Ｈｙｎｎ－Ｗａｌｌ－Ｏｚａｗａ方程：??２７??

?北京化工大學碩士學位論文???４００?■?＾??？?、、＊■??貧?＼??Ｉ２０＂?＼?／??＾１００．?＼?／??■?■■?＂■??１００?１０５?１１０?１１５?１２０?１２５?１３０?１３５?１４０?１４＊??Ｔ?ｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ／°Ｃ??圖３－６固化溫度與拉伸模量關系圖??Ｆｉｇ．３－６?Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ?ｂｅｔｗｅｅｎ?ｃｕｒｉｎｇ?ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ?ａｎｄ?ｔｅｎｓｉｌｅ?ｍｏｄｕｌｕｓ??其中圖３－５是聚氨酯樹脂拉伸性能與固化溫度的關系圖，綜合上圖分析可知，??隨著溫度的變化，斷裂伸長率以及拉伸強度的變化狀態(tài)表現(xiàn)為先增大后減小，針??對該反應現(xiàn)象進行分析可知，如反應為低溫態(tài)，則此時為不完全反應，分子內能??相對較小，分子間作用力相對較小，升高反應溫度，則反應速率加快，分子間作??用力變大，因此伸長率、強度均變大，溫度繼續(xù)升高，則系統(tǒng)內聚合物之間出現(xiàn)??交聯(lián)，進而破壞微區(qū)相分離結構，進而降低降低了材料伸長率和強度。如上圖３－??５所示為模量－溫度關系圖，由圖可知，溫度升高的過程中，模量的變化走勢為先??減小后增大，針對該現(xiàn)象進行分析，推測為溫度影響交聯(lián)作用，進而減弱分子鏈??滑移，在此基礎上，剛性增大，拉伸率變小，進而導致呈現(xiàn)隨溫度的升高先下降??后上升的變化模量。??３．３．１．２固化溫度對樹脂體系表面硬度的影響??以ＰＡＰＩ：?ＰＰＧ：?ＭＯＣＡ：?ＢＤＯ＝１：０．３：０．５６：０．１４的摩爾比混合，并將混合物攪??拌均勻，完成上述操作后即可進行模具裝樣，并將五份試樣置于烘箱３ｈ，設置不??同的固化溫度，為１００°Ｃ、１１０°Ｃ、１２０°Ｃ、１３０°Ｃ、１４

【參考文獻】：
期刊論文
[1]Polymer composite for antistatic application in aerospace[J]. Ramdayal Yadav,Manoj Tirumali,Xungai Wang,Minoo Naebe,Balasubramanian Kandasubramanian.  Defence Technology. 2020(01)
[2]單向連續(xù)纖維增強聚氨酯復合材料拉擠成型的研究進展[J]. 張麗,陳秋宇,吳東陽,歐陽蔚,徐世君,赫玉欣.  化學推進劑與高分子材料. 2019(03)
[3]淺談玻璃纖維直接無捻粗紗脫圈問題[J]. 周信偉,張學斌,楊國云,韓曉鋒,劉奇.  玻璃纖維. 2018(06)
[4]手糊玻璃鋼工藝蜂窩夾芯結構的力學性能研究[J]. 段國晨,趙景麗,趙偉超.  中國膠粘劑. 2018(09)
[5]連續(xù)長玻璃纖維/聚氨酯復合材料的制備與力學性能[J]. 劉小祥,劉翼,安珈璇,楊朝龍,夏小超,李又兵.  復合材料學報. 2019(03)
[6]高性能復合材料的樹脂基體研究進展[J]. 孫遠君.  輕工標準與質量. 2016(05)
[7]先進樹脂基復合材料發(fā)展現(xiàn)狀和面臨的挑戰(zhàn)[J]. 邢麗英,包建文,禮嵩明,陳祥寶.  復合材料學報. 2016(07)
[8]我國復合材料拉擠成型技術及應用發(fā)展情況分析[J]. 陳博.  玻璃鋼/復合材料. 2014(09)
[9]2-甲基咪唑/環(huán)氧樹脂體系的固化動力學研究[J]. 高婧韜,馬躍輝,張清華.  熱固性樹脂. 2012(04)
[10]軟段分子鏈結構對PUF性能的影響[J]. 梁書恩,王艷艷,田春蓉,趙秀麗,王建華.  聚氨酯工業(yè). 2012(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 2018



本文編號：3378694