【硕士】不饱和聚酯聚氨酯嵌段共聚物的合成及研究

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内容简介

　　【硕士】不饱和聚酯聚氨酯嵌段共聚物的合成及研究　　授予学位：硕士　　学位授予单位：兰州理工大学　　学位年度：2011　　 不饱和聚醋树脂(Unsaturated Polyester Resin, UPR)是-种重要的热固性树脂之-，因其物理机械性能好，价格低廉，性价比高，被广泛运用在工业、农业、国防和建筑业等。但随着不饱和聚醋树脂行业的发展，对其性能的要求也越来越高，不饱和聚酯树脂也逐渐显现出-些缺点，如固化物脆性大、收缩率高等。聚氨酯具有优良的柔韧性和耐冲击性。通过添加聚氨酯弹性体与UPR共混能有效改善不饱和聚醋的脆性和降低固化收缩率，由于不饱和聚酯的高结晶性致使聚氨酯与之相容不佳，共混物组成中聚氨醋的混容量有限，所以二者通过简单共混虽能有效改善不饱和聚酯的韧性和降低固化收缩率，却使材料的其它机械性能大幅降低。　　 本文对不饱和聚酯聚氨酯嵌段共聚物的合成及在涂料和复合材料中的应用进行了研究。采用分子设计的方法，通过研究不饱和聚酯聚氨酯预聚物的结构、活性稀释剂、常温固化体系对涂料力学性能的影响，确定了合成的工艺条件。以不饱和二元酸、饱和二元酸和二元醇为原料，经逐步缩聚合成不同双键数目的经端基不饱和聚醋树脂齐聚物;以经端基不饱和聚酯树脂和聚乙二醇为轻基组分与TDI逐步加聚合成不饱和聚酯聚氨酯预聚物;以甲基丙烯酸经乙酯封端后合成不饱和聚酯聚氨酯嵌段共聚物树脂;以苯乙烯为活性稀释剂、过氧化甲乙酮为引发剂、与颜填料复配制备无溶剂常温固化型不饱和聚醋聚氨酯涂料。不饱和聚酯树脂齐聚物的工艺条件:起始反应温度15 0 0C，分子链中的平均双键数3.3个;不饱和聚醋聚氨酯预聚物的工艺条件:TDI用量II%(质量分数)，PEG-400含量15%;无溶剂常温固化型不饱和聚酯聚氨酯涂料工艺条件:苯乙烯用量35%^-40%，引发剂用量I.0%，促进剂用量0.2%。无溶剂常温固化型不饱和聚酯聚氨酯涂料的机械性能:硬度6H,冲击强度50 cm,弯曲2mm、附着力1级。　　 在不饱和聚酯聚氨酯嵌段共聚物复合材料的研究中，通过使用红外光谱、SEM, DSC辅助分析，研究不饱和聚酯聚氨酯嵌段共聚物的结构对改性后树脂体系的拉伸、弯曲、冲击强度和固化收缩率的影响，确定不饱和聚酯聚氨酯嵌段共聚物的工艺条件:轻端基不饱和聚酯平均双键数3.3个，-OH与-NCO的摩尔比I :1.50 } PEG-40。加入量15%(质量分数)。结果表明在该工艺条件下，不饱和聚酯聚氨酯嵌段共聚物具有最佳的力学性能:冲击强度提高57%、固化收缩率下降670l0、拉伸强度和弯曲强度分别提高2倍和3倍。然后以不饱和聚酯聚氨酯嵌段共聚物基体与玻璃纤维制备复合材料，其复合材料力学能:冲击强度55.267/KJ/m2是改性前的5倍，拉伸强度78MPa是改性前的3倍、弯曲强度84 MPa是改性前的4倍，固化收缩率小于1，下降了89%0　　 最后通过对改性前后树脂体系及复合材料的拉伸断面的微观形态对比分析，发现改性后树脂的断面形态明显优于改性前树脂的断面形态，改性后树脂体系的断面形态裂纹细化;对复合材料拉伸破坏试样的微观形貌分析，发现复合材料的玻璃纤维表面附着的树脂基体较多，表明不饱和聚酯聚氨酯嵌段共聚物与玻璃纤维具有良好的界面附着力。　　

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