不飽和聚酯樹脂的增韌改性研究

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1、學號：12101521常州大學碩士學位論文不飽和聚酯樹脂的增韌改性研究研究生吉祥指導教師張震乾學科、專業(yè)名稱材料工程研究方向高分子材料改性2015年4月TheResearchofTougheningModificationforUnsaturatedPolyesterResinADissertationSubmittedtoChangzhouUniversityByXiangJi(MaterialsEngineering)DissertationSupervisor:AssociateProf.Zhengqia

2、nZhangApril，2015常州大學學位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的學位論文是本人在導師指導下獨立進行的研究工作及取得的研究成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在論文中以明確方式標明。本人已完全意識到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔。作者簽名：簽字日期：年月日學位論文版權(quán)使用授權(quán)的說明本學位論文作者完全了解常州大學有關保留、使用學位論文的規(guī)定，即：研究生在校攻讀學位期間論文工作的知識產(chǎn)權(quán)單位屬常州大學。學校有權(quán)

3、保留并向國家有關部門或機構(gòu)送交論文的復印件和磁盤，允許論文被查閱和借閱。學?？梢怨紝W位論文的全部或部分內(nèi)容，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存、匯編本學位論文。保密論文注釋：本學位論文屬于保密范圍，在年解密后適用本授權(quán)書。非保密論文注釋：本學位論文不屬于保密范圍，適用本授權(quán)書。學位論文作者簽名：簽字日期：年月日導師簽名：簽字日期：年月日中文摘要本文利用聚氨酯(PU)預聚體、改性納米二氧化硅（SiO2）和納米SiO2/PU雜化材料三種方法增韌改性不飽和聚酯樹脂(UPR)。研究內(nèi)容如下：（1）通過改變聚丙二醇

4、（PPG）的分子量以及PPG與二苯基甲烷-4，4’-二異氰酸酯(MDI)的摩爾比制備端異氰酸酯（-NCO）聚氨酯預聚體改#性普通191UPR與端羥基UPR，研究PU預聚體的摩爾比和用量對共混體系性能的影響。結(jié)果表明：在80℃下反應120min制備PU預聚體較適#宜。PU預聚體改性后191UPR與端羥基UPR的凝膠時間縮短。改性#191UPR后在增韌的同時其他性能下降；而改性端羥基UPR能同時達到增強增韌的效果，且比較發(fā)現(xiàn)MDI:PPG-600摩爾比為3:1、PU用量為8%2時，改性后沖擊強度為13.5KJ/m，

5、提高了107.7%，彎曲強度為98.3MPa，拉伸強度為52.5MPa，斷裂伸長率為3.86%。通過掃描電子顯微鏡（SEM）分析試樣沖擊斷裂面發(fā)現(xiàn)改性前后存在脆性向韌性的轉(zhuǎn)變。熱變形溫度#（HDT）測試表明PU預聚體使端羥基UPR的耐熱性提高，但191UPR耐熱性降低。（2）通過合成P（St-r-A171）對納米SiO2表面改性，利用改性后納米SiO2增韌改性UPR，研究納米SiO2的用量對UPR性能的影響。結(jié)果表明：P（St-r-A171）與納米SiO2質(zhì)量比為1:1時，納米SiO2的分散性較好。隨著納米Si

6、O2用量的增加，UPR凝膠時間延長較為明顯。納米SiO2的加入使樹脂沖擊強度和斷裂伸長率增加，拉伸強度和彎曲強度降低，耐熱性略有提高。當改性納米SiO2用量為3%時效果最佳，改性后UPR2沖擊強度為11.8KJ/m，斷裂伸長率為5.5%，拉伸強度為54.1MPa，彎曲強度為91.6MPa。（3）以納米SiO2、MDI、PPG-600制備雜化材料改性端羥基UPR，采用力學性能測試、TGA、DMA、SEM等測試對納米SiO2/PU/UPR復合體系表征，研究納米SiO2用量對體系性能的影響。結(jié)果表明納米SiO2/PU

7、雜化材料在復合體系中起到了增韌增強的作用，且耐熱性明顯提高。當2納米SiO2用量為3%時，沖擊強度為16.2KJ/m，比PU/UPR體系提高20%，較純端羥基UPR提高了149.2%；彎曲強度為106.4MPa，拉伸強度為55.8MPa，斷裂伸長率為6.1%。DMA測試發(fā)現(xiàn)納米SiO2/PU雜化材料與端羥基UPR的相容性良好，儲能模量和玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（Tg）均高于純UPR和PU/UPR。SEM分析發(fā)現(xiàn)與PU/UPR體系相比銀紋碎化并深度增加，增韌效果更佳。通過以上改性方法，可以看出聚氨酯預聚體、改性納米SiO2

8、和SiO2/PU雜化材料三種方法均能增韌不飽和聚酯樹脂，其中SiO2/PU雜化材料增韌端羥基UPR效果最佳，能同時達到增韌增強的作用。關鍵詞：不飽和聚酯樹脂；聚氨酯；納米SiO2；雜化材料；增韌ABSTRACTInthisresearch,threematerialswereusedtotoughenunsaturatedpolyesterresin(UPR),suchaspolyur