聚氨酯改性环氧树脂的研究_胡家朋

气的保护下, 慢慢滴入计量为 12 克同样经过真空干燥的一缩二乙二醇( DEG) , 不断搅拌 1 小时后, 停止反
应, 得到无色透明的预聚体溶液, 冷却到室温后在干燥的氮气氛围中贮存。
1. 2. 2 复合材料制备
在锥形瓶内将 2, 2- ( 4- 羟基苯基) 丙烷( BPA) 溶于 100 克环氧树脂( EP) E 44 中, 按比例加入 ITDE 和
1. 1 实验试剂及仪器 1. 1. 1 化学试剂
[ 收稿日期] [ 基金项目] [ 作者简介]
2005- 08- 26 南昌航空工业学院重点科研基金, EC200302077 胡家朋( 1980- ) , 男, 在读硕士研究生, 从事高分子材料改性研究。
第 4期
胡家朋 、熊联明、沉震、周韦: 聚氨酯改性环氧树脂的研究
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环氧树脂
E 44
福建省南平市双龙浆料厂
甲苯- 2, 4 二异氰酸酯
C. P.
上海试剂一厂
一缩二乙二醇
C. P.
上海试剂三厂
2, 2- ( 4- 羟基苯基) 丙烷
C. P.
中国医药( 集团) 上海化学试剂公司
甲基硅油
H201#
浙江武义博阳实业有限公司
三乙烯二胺
96%
中国医药( 集团) 上海化学试剂公司
2005 年 12 月 第 20 卷 第 4 期
南昌航 空工业学院学报( 自然科学版) Journal of Nanchang Institute of Aeronautical Technology( Natural Science)
Dec. , 2005 Vol. 20 No. 4
聚氨酯改性环氧树脂的研究
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百度文库
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表 2 咪唑固化的聚氨酯/ 环 氧树脂复合材料的力学性能
BPA 用量
( phr)
环氧树脂 用量 ( g)
聚酰胺 用量 ( phr)
固化 温度 和时间 ( / h)
实验 现象
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环氧树脂 用量 ( g)
100 100 100 100 100 100 100 100
聚酰胺 用量 ( phr)
6. 0 6. 0 6. 0 6. 0 6. 0 6. 0 6. 0 6. 0
固化 温度 和时间 ( / h)
80/ 1
实验
现象
C C D C B C C C
力学性能
( MPa)
46. 3 45. 0 46. 8 48. 1 54. 6 50. 2 47. 5 42. 3
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表 3 三乙胺固化的聚氨酯/ 环氧树脂复合材料的力学性能
BPA 用量
( phr)
环氧树脂 用量 ( g)
聚酰胺 用量 ( phr)
固化 温度 和时间 ( / h)
实验 现象
0. 0
催化固化剂。电动搅拌器以 200 r/ min 的速度搅拌, 加入 H201# 甲基硅油作为消泡剂, 然后预热并注入涂有
脱模剂的模具中, 升温固化后冷却脱模, 制得板材。
1. 2. 3 分析与测试
用 WQF 200 型红外光谱仪对预聚体、环氧树脂 E 44 及改性后的环氧树脂做红外光谱分析; 用 LJ
环氧树脂是一种热固性树脂, 因其有优异的粘结性、机械强度、电绝缘性及良好的工艺性等特性, 而广泛 应用于胶粘剂、涂料、复合材料 基体等方 面, 但 其质脆、耐热性、抗冲 击韧性差 等缺点限 制了其更 大的用 途[ 1 2] 。因此对它进行改性是一个非常活跃的研究领域。人们已分别采用聚硫橡胶、丁氰橡胶、氯丁橡胶、尼 龙等来改性环氧树脂。其中以端羧基丁氰橡胶对环氧树脂进行增韧的研究为最多, 增韧效果也较好, 并且在 工业上已得到广泛应用[ 3. 4. 5] 。聚氨酯( PU) 是一类常用的高分子材料, 广泛应用于国民经济各领域。以甲苯
架盘药物天平
BP 型
上海天平仪器厂
真空泵
ZXZ 0. 5
上海真空泵厂
红外光谱仪
WQF 200
北京第二光学仪器厂
拉力实验机
LJ 500
广州实验机厂
冲击实验机
XCJ 40
承德实验机厂
1. 2 实验内容
1. 2. 1 端异氰酸酯基预聚体( ITDE) 的合成
在干燥的 250ml 三口烧瓶中, 加入经真空干燥的甲苯 2, 4 二异氰酸酯( TDI) 48 克, 在 80 时于干燥氮
胡家朋, 熊联明, 沈震, 周韦
( 南昌航空工业学院环境与化学工程系, 江西 南昌 330034)
[ 关键词] 聚氨酯; 环氧树脂; 改性 [ 摘 要] 用原位聚合法制备了聚氨酯/ 环氧树脂复合材料, 考察了不同因素对刚性聚氨酯/ 环氧树脂复合材料 力学性能的
影响。结果表明, 在所得复合材料中, 当聚氨酯含量不高时, 其冲击强度、拉伸强度和耐热稳定性能同时得到提 高; 若刚性聚 氨酯含量超过一定范围, 材料的拉伸强度逐渐降低。比较了聚酰胺、咪唑、三乙胺、三乙烯二胺四种固化剂的固 化效果, 结果 表明, 聚酰胺固化效果最好, 咪唑的固化效果次之, 三乙胺固化改性后的力学性能较差, 而三乙烯二胺不能完全 固化聚氨酯/
力学性能
( MPa)
26. 0 25. 2 36. 8 39. 0 41. 4 39. 1 32. 4 30. 5
Im ( KJ/ m2)
4. 69 4. 75 5. 07 5. 56 6. 00 7. 05 7. 88 6. 35
力学性能
( MPa)
Im ( KJ/ m2)
复合材料
未能完全 固化, 故未 进行力学测试。
BPA 用量
( phr)
环氧树脂 用量 ( g)
聚酰胺 用量 ( phr)
固化 温度 和时间 ( / h)
实验 现象
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2, 4 二异氰酸酯( TDI) 和多元醇为原料合成的聚氨酯结构中, 既有柔性的 C C 链和 C O C 链, 又有活 性的酰胺基团, 且与环氧树脂相容性好, 这些是聚氨酯改性环氧树脂的有利因素[ 6. 7. 8] 。用聚氨酯改性环氧 树脂, 可以改善环氧树脂的力学性能, 使其得到更广泛的应用。
1 实验部分
HU Jia- peng, XIONG Lian- ming, SHEN Zhen, ZHOU Wei
( Department of Environment and Chemistry Engineering , Nanchang I nstitute Of Aeronautical Technology , N anchang, Jiangxi 330034) Key words: polyurethane; epoxy resin; modification Abstract: In this paper, the PU / EP compound material has been prepared with the method of the situ- polymerization. And the influence of different factors has been examined on the properties of the PU/ EP compound material. T he results show that when the amount of polyurethane was lower, the resistance to impact strength, tensile strength and thermal stability were better. But when the amount of polyurethane exceeds a certain scope, the tensile strength decreases with the increase of impact strength. By comparing the solidification effects among four kinds of curing agents which are polyamide, imidazole, triethamine, trithlenediamine, the results show that the polyamide s solidification effects is best, the mechanics properties are not good after being modified by using triethylamine as solidification agent and the triethlenediamine can t
咪唑
C. P.
中国医药( 集团) 上海化学试剂站
三乙胺
C. P.
上海五联化工厂
氧化钙, 氯化钙
上海市奉贤奉城试剂厂
聚酰胺树脂
江西省宜春远大化工有限公司
1. 1. 2 实验仪器
恒温水浴锅
DSY 1 2 孔型 北京国华医疗器械厂
无级恒速搅拌器
D 2型
巩义市英峪华仪器厂
电热恒温干燥箱
101 B1 BS
上海跃进医疗器械厂
500 型拉力实验机对复合材料的板材做拉伸测试; 用 XCJ 40 型冲击实验机对复合材料的板材做抗冲击性
能测试。
结果与讨论
2. 1 不同固化剂体系固化效果的分析 7 对四组不同的固化剂的固化效果和固化条件进行分析比较以及对它们所固化后材 料的力学性能进行分析。结果见表 1~ 4。
22
组 分 序 号 1 2 3 4 5 6 7 8
环氧树脂复合材料。制得了拉伸强度为 54. 6MPa, 冲击强度为 12. 025KJ m- 2的高韧性聚氨酯/ 环氧树脂复合材料。
[ 中图分类号] O633. 13
[ 文献标识码] A
[ 文章编号] 1001- 4926( 2005) 04- 0020- 07
Study on the modification of epoxy resin with polyurethane
Im ( KJ/ m2)
7. 4 7. 8 7. 5 9. 95 12. 025 14. 1 13. 01 13. 91
力学性能
( MPa)
30. 5 42. 4 46. 8 49. 0 51. 4 49. 1 46. 0 45. 2
Im ( KJ/ m2)
6. 69 6. 75 7. 07 9. 56 12. 00 13. 05 13. 88 14. 05
组 分 序 号 1 2 3 4 5 6 7 8
组分序号
1 2 3 4 5 6 7 8
组分序号
1 2 3 4 5 6 7 8
ITDE 用量 ( phr)
0. 0 0. 0 2. 0 2. 0 4. 0 6. 0 8. 0 11. 0
ITDE 用量 ( phr)
0. 0 0. 0 2. 0 2. 0 4. 0 6. 0 8. 0 11. 0
ITDE 用量 ( phr)
0. 0 0. 0 2. 0 2. 0 4. 0 6. 0 8. 0 11. 0
ITDE 用量 ( phr)
0. 0 0. 0 2. 0 2. 0 4. 0 6. 0 8. 0 11. 0
南昌航 空工业学院学报( 自然科学版)
表 1 聚酰胺固化的聚氨酯/ 环氧树脂复合材料的力学性能
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表 4 三乙烯二胺固化的聚氨酯/ 环氧树脂复合材料的力学性能
BPA 用量 ( phr)
0. 0 2. 0 0. 0 1. 0 2. 0 3. 0 4. 0 5. 5
completely solidify the compound material. The strong tenacity PU/ EP compound materials whose ensile strength and impact strength are 54. 6MPa and 12. 025KJ m- 2 respectively have been prepared.