不飽和聚酯聚氨酯樹(shù)脂體系研究【精品-】

1、 武漢理工大學(xué)武漢理工大學(xué) 2009-12-8主要內(nèi)容一、研究目的一、研究目的二、端羥基二、端羥基UPR的合成的合成三、三、PU-UP共固化共固化四、異氰酸酯結(jié)構(gòu)對(duì)四、異氰酸酯結(jié)構(gòu)對(duì)UP-PU體系性能的影響體系性能的影響 五、五、 UP-PU體系復(fù)合材料的力學(xué)性能體系復(fù)合材料的力學(xué)性能 國(guó)內(nèi)風(fēng)電發(fā)展?fàn)顩r國(guó)內(nèi)風(fēng)電發(fā)展?fàn)顩r：頒布頒布可再生能源法可再生能源法、制定與實(shí)施、制定與實(shí)施風(fēng)力發(fā)電中長(zhǎng)期發(fā)風(fēng)力發(fā)電中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃展規(guī)劃，未來(lái)十幾年里風(fēng)能發(fā)電在我國(guó)有相當(dāng)大的發(fā)展空間。，未來(lái)十幾年里風(fēng)能發(fā)電在我國(guó)有相當(dāng)大的發(fā)展空間。 葉片及其發(fā)展趨勢(shì)葉片及其發(fā)展趨勢(shì)：是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的關(guān)鍵部件之一，目前大型風(fēng)力發(fā)電

2、機(jī)的是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的關(guān)鍵部件之一，目前大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片基本上由復(fù)合材料制成，并朝著大型化、低成本、高性能、輕量化和多翼葉片基本上由復(fù)合材料制成，并朝著大型化、低成本、高性能、輕量化和多翼型的方向發(fā)展。型的方向發(fā)展。 葉片的成型工藝葉片的成型工藝：主要采用主要采用真空輔助樹(shù)脂灌注成型（真空輔助樹(shù)脂灌注成型（VARI,Vacuum Assisted Resin Infusion）工藝制造，該工藝的特點(diǎn)工藝制造，該工藝的特點(diǎn)：高性能高性能、低成本低成本。 其原理圖示如下：其原理圖示如下：一、研究目的一、研究目的葉葉片片專專用用樹(shù)樹(shù)脂脂低粘度、高浸潤(rùn)性、固化方便低粘度、高浸潤(rùn)性、固化方便高強(qiáng)度、高

3、韌性、高粘接性高強(qiáng)度、高韌性、高粘接性 良好的工藝性能良好的工藝性能優(yōu)異的物理機(jī)械性能優(yōu)異的物理機(jī)械性能 VARI工藝對(duì)樹(shù)脂基體有很高要求：工藝對(duì)樹(shù)脂基體有很高要求： 目前主要使用綜合性能好的專用環(huán)氧樹(shù)脂（目前主要使用綜合性能好的專用環(huán)氧樹(shù)脂（EP）體系）體系。 與專用環(huán)氧樹(shù)脂與專用環(huán)氧樹(shù)脂，不飽和聚酯樹(shù)脂（不飽和聚酯樹(shù)脂（UPR）價(jià)格較低價(jià)格較低。 普通普通UPR固化產(chǎn)物固化產(chǎn)物存在的問(wèn)題：存在的問(wèn)題： 強(qiáng)度、模量相對(duì)較低、斷裂延伸率較小、與玻璃纖維粘結(jié)性能較差強(qiáng)度、模量相對(duì)較低、斷裂延伸率較小、與玻璃纖維粘結(jié)性能較差。 國(guó)內(nèi)外科研工作者針國(guó)內(nèi)外科研工作者針存在的存在的問(wèn)題，對(duì)問(wèn)題，對(duì)UPR

4、進(jìn)行了大量的改性研究進(jìn)行了大量的改性研究： 1）改變主鏈結(jié)構(gòu)增韌改變主鏈結(jié)構(gòu)增韌UPR（如在主鏈中引入柔性鏈段）（如在主鏈中引入柔性鏈段） 2）剛性粒子增韌剛性粒子增韌UPR （如無(wú)機(jī)納米粒子）（如無(wú)機(jī)納米粒子） 3）彈性體增韌彈性體增韌UPR （如丁腈橡膠或聚氨酯橡膠）（如丁腈橡膠或聚氨酯橡膠） 4）互穿網(wǎng)絡(luò)增韌增強(qiáng)互穿網(wǎng)絡(luò)增韌增強(qiáng)UPR 聚氨酯聚氨酯(PU) ：高抗沖擊強(qiáng)度、優(yōu)異的粘接性能。：高抗沖擊強(qiáng)度、優(yōu)異的粘接性能。利用利用UP與與PU形成形成IPN是是UPR增韌增強(qiáng)的新途徑，目前主要采用聚氨酯預(yù)聚體增韌改性普通增韌增強(qiáng)的新途徑，目前主要采用聚氨酯預(yù)聚體增韌改性普通UPR。 研究目的

5、研究目的 在對(duì)在對(duì)UPR進(jìn)行增韌增強(qiáng)改性的同時(shí)，兼顧其良好的工藝性能（低粘度、高浸進(jìn)行增韌增強(qiáng)改性的同時(shí)，兼顧其良好的工藝性能（低粘度、高浸潤(rùn)性），潤(rùn)性），解決解決UPR低粘度、高性能的樹(shù)脂制備技術(shù)低粘度、高性能的樹(shù)脂制備技術(shù)。 研究思路研究思路 通過(guò)通過(guò)UPR的分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與配方優(yōu)化，的分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與配方優(yōu)化，合成端羥基低分子量合成端羥基低分子量UP來(lái)降低樹(shù)脂來(lái)降低樹(shù)脂的粘度，的粘度，賦予樹(shù)脂良好的工藝性賦予樹(shù)脂良好的工藝性。 在此基礎(chǔ)上選擇液態(tài)異氰酸酯樹(shù)脂作為改性劑，對(duì)低粘度端羥基在此基礎(chǔ)上選擇液態(tài)異氰酸酯樹(shù)脂作為改性劑，對(duì)低粘度端羥基UPR進(jìn)行進(jìn)行原位聚合聚氨酯改性原位聚合聚氨酯改性，形

6、成部分交聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，獲得優(yōu)異的力學(xué)性能，從而形成部分交聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，獲得優(yōu)異的力學(xué)性能，從而實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)UPR低粘度與高性能的統(tǒng)一。低粘度與高性能的統(tǒng)一。第二階段反應(yīng)第二階段反應(yīng)：1）合成原理）合成原理 第一階段反應(yīng)：第一階段反應(yīng)：OHO C R C O R1 O C R C OHOOOn 2 HO R2 OH+ 2 H2OO O C R C O R1 O C R C OOOOnHO R2 R2 OHn HO R1 OH + 2n R OOOCOCHO C R C O R1 O C R C OH + (2n-2) H2OOOOn二、端羥基二、端羥基UPR的合成的合成 對(duì)低粘度端羥基對(duì)低粘度端羥基

7、UPR的合成配方進(jìn)行了初步設(shè)計(jì)，如下表所示的合成配方進(jìn)行了初步設(shè)計(jì)，如下表所示:配方配方順酐順酐苯酐苯酐1,2-丙丙二醇二醇一縮二乙一縮二乙二醇二醇苯乙烯苯乙烯醇過(guò)量醇過(guò)量A-1212.161.4435%*20%*A-2212.251.5035%*25%*A-3212.341.5635%*30%*A-4212.401.6035%*33%*A-5212.521.6835%*40%*2）配方設(shè)計(jì)）配方設(shè)計(jì)順丁烯二酸酐順丁烯二酸酐鄰苯二甲酸酐鄰苯二甲酸酐二元醇二元醇端羧基端羧基UP封端二元醇封端二元醇端羥基端羥基UP交聯(lián)單體交聯(lián)單體端羥基端羥基UPR熔融縮聚熔融縮聚（190210）縮聚縮聚（1902

8、10）稀釋稀釋3）端羥基）端羥基UPR紅外光譜分析紅外光譜分析3522cm-1處有一寬峰，對(duì)應(yīng)羥基的伸縮振動(dòng)峰，且在處有一寬峰，對(duì)應(yīng)羥基的伸縮振動(dòng)峰，且在1050cm-1還有一較強(qiáng)吸還有一較強(qiáng)吸收峰，此為伯醇中收峰，此為伯醇中C-O伸縮振動(dòng)吸收峰，表明分子結(jié)構(gòu)中含有伸縮振動(dòng)吸收峰，表明分子結(jié)構(gòu)中含有伯羥基伯羥基； 1724cm-1和和1293cm-1處的強(qiáng)吸收峰，分別對(duì)應(yīng)酯基中處的強(qiáng)吸收峰，分別對(duì)應(yīng)酯基中 C=O基的特征吸收峰和基的特征吸收峰和C-O-C的非對(duì)稱伸縮振動(dòng)吸收峰，表明分子結(jié)構(gòu)中存在酯基；的非對(duì)稱伸縮振動(dòng)吸收峰，表明分子結(jié)構(gòu)中存在酯基；1600cm-1、1646cm-1處有較弱的吸

9、收峰，為處有較弱的吸收峰，為C=C雙鍵雙鍵的特征峰的特征峰。400035003000250020001500100050045505560657075808590 Transmittance(%)Wavenumbers(cm-1) 隨二元醇過(guò)量分?jǐn)?shù)的提高，隨二元醇過(guò)量分?jǐn)?shù)的提高，UPR的粘度迅速下降。的粘度迅速下降。當(dāng)過(guò)量分?jǐn)?shù)控制在當(dāng)過(guò)量分?jǐn)?shù)控制在2540%，可制得一系列低粘度可制得一系列低粘度UPR，其粘度為，其粘度為19665 mPas。 隨二元醇過(guò)量分?jǐn)?shù)的增加，樹(shù)脂澆鑄體的隨二元醇過(guò)量分?jǐn)?shù)的增加，樹(shù)脂澆鑄體的彎曲強(qiáng)度下降，彎曲模量下降更快彎曲強(qiáng)度下降，彎曲模量下降更快。4）二元醇的摩爾過(guò)

10、量分?jǐn)?shù)對(duì)）二元醇的摩爾過(guò)量分?jǐn)?shù)對(duì)UPR粘度和性能的影響粘度和性能的影響202530354030405060708090 Flexural modulus(GPa)Flexural strength(MPa)Molar percentage of extra alcohol(%)1.82.02.22.42.62.83.0 202530354050100150200250300350 Extra mole fraction of dihydric alcohol( %) Viscosity(mPa.s) 隨交聯(lián)單體苯乙烯用量的增加，隨交聯(lián)單體苯乙烯用量的增加，UPR的粘度迅速下降的粘度迅速下降。

11、隨苯乙烯用量的增加，樹(shù)脂澆鑄體的彎曲強(qiáng)度呈現(xiàn)先增大后變小的變化隨苯乙烯用量的增加，樹(shù)脂澆鑄體的彎曲強(qiáng)度呈現(xiàn)先增大后變小的變化趨勢(shì)趨勢(shì)。當(dāng)苯乙烯含量為當(dāng)苯乙烯含量為30%35%時(shí)，彎曲強(qiáng)度較高時(shí)，彎曲強(qiáng)度較高。5）交聯(lián)單體的用量對(duì)）交聯(lián)單體的用量對(duì)UPR粘度和性能的影響粘度和性能的影響202530354050100150200250300 Viscosity(mPas)Styrene content(wt%)2025303540556065707580 Styrene content (wt%)Flexural strength (MPa)6）端羥基）端羥基UPR的基本性能的基本性能 項(xiàng)目項(xiàng)目性

12、能性能酸值（酸值（mgKOH/g）13羥值（羥值（mgKOH/g）120140苯乙烯含量（苯乙烯含量（wt%）3035粘度（粘度（mPas）110140水分含量（水分含量（wt%）0.080.1 在原位聚合聚氨酯改性在原位聚合聚氨酯改性UPR體系固化過(guò)程中，同時(shí)發(fā)生兩類反應(yīng)：體系固化過(guò)程中，同時(shí)發(fā)生兩類反應(yīng)： 一類是端羥基一類是端羥基UPR與二異氰酸酯進(jìn)行的聚氨酯擴(kuò)鏈反應(yīng)，原位生成高分子量聚與二異氰酸酯進(jìn)行的聚氨酯擴(kuò)鏈反應(yīng)，原位生成高分子量聚氨酯線型聚合物。過(guò)量的二異氰酸酯則與聚氨酯大分子鏈段中的亞胺基（氨酯線型聚合物。過(guò)量的二異氰酸酯則與聚氨酯大分子鏈段中的亞胺基（NH）進(jìn)行進(jìn)行脲基甲酸酯（

13、脲基甲酸酯（Allophanate）交聯(lián)反應(yīng)）交聯(lián)反應(yīng)。x HO UP OH + y OCN R NCO O UP O C HN R NH C O UP O C NH R NH C OOOOOOn O UP O C HN R NH C O UP O C NH R NH C OOOOOn z OCN R NCO+ O UP O C HN R NH C O UP O C N R NH C OOOOOnO CHN R NH C O聚氨酯（PU）基團(tuán)脲基甲酸酯（交交聯(lián)聯(lián)反反應(yīng)應(yīng)）基團(tuán)三、三、 PU-UP共固化共固化 同時(shí)，在原位聚合聚氨酯線型聚合物中的同時(shí)，在原位聚合聚氨酯線型聚合物中的UP大分子鏈段

14、，可與組分中的大分子鏈段，可與組分中的苯乙烯相繼進(jìn)行苯乙烯相繼進(jìn)行自由基共聚交聯(lián)反應(yīng)自由基共聚交聯(lián)反應(yīng)，結(jié)果形成一種高度交聯(lián)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。，結(jié)果形成一種高度交聯(lián)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。其示意結(jié)構(gòu)如下其示意結(jié)構(gòu)如下：N O UP O N O UP O NN O UP O N O UP O NOO CHN R NH C O COO C HN R NHO(St)a(St)b 隨著反應(yīng)進(jìn)行，樹(shù)脂粘度急劇增加，凝膠、直至全部固化。由于改性隨著反應(yīng)進(jìn)行，樹(shù)脂粘度急劇增加，凝膠、直至全部固化。由于改性UPR固化后形成了高度交聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，固化后形成了高度交聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，因而賦予它優(yōu)異的物理機(jī)械性能。因而賦予它優(yōu)異的物理機(jī)

15、械性能。 甲苯二異氰酸酯（甲苯二異氰酸酯（TDI）CH3NCONCOCH3NCOOCN二苯基甲烷二異氰酸酯（液化二苯基甲烷二異氰酸酯（液化MDI） CH2NCOOCN六亞甲基二異氰酸酯（六亞甲基二異氰酸酯（HDI）三聚體）三聚體 NCOCH2OCN63催化劑溶劑NCCCNNOOONCOCH26NCOCH26CH2OCN6四、異氰酸酯結(jié)構(gòu)對(duì)四、異氰酸酯結(jié)構(gòu)對(duì)UP-PU體系性能的影響體系性能的影響1）擴(kuò)鏈反應(yīng)動(dòng)力學(xué)研究）擴(kuò)鏈反應(yīng)動(dòng)力學(xué)研究4000350030002500200015001000500020406080100Wavenumbers(cm-1) Transmittance(%) 0mi

16、n 10min 30min 60min 90min 120min4000350030002500200015001000500020406080100120 0min 10min 30min 60min 90min 120minWavenumbers(cm-1) Transmittance(%) 4000350030002500200015001000500020406080100120 0min 10min 30min 60min 90min 120minWavenumbers(cm-1) Transmittance(%) TDI 改性改性液化液化MDI改性改性HDI三聚體改性三聚體改性譜帶

17、的吸光度與樣品濃度的關(guān)系由譜帶的吸光度與樣品濃度的關(guān)系由beer 定律定律描述描述：bc 選擇選擇-NCO基團(tuán)吸收峰基團(tuán)吸收峰作為作為特征定量峰特征定量峰，將將苯環(huán)的骨架振動(dòng)峰苯環(huán)的骨架振動(dòng)峰作為作為內(nèi)標(biāo)峰內(nèi)標(biāo)峰，將內(nèi)標(biāo)峰，將內(nèi)標(biāo)峰的吸光度與樣品中的吸光度與樣品中-NCO基特征峰的吸光度相比基特征峰的吸光度相比 ： PhPhNCONCOAb PhAb II 異氰酸酯與端羥基異氰酸酯與端羥基UPR擴(kuò)鏈反應(yīng)實(shí)際上是擴(kuò)鏈反應(yīng)實(shí)際上是-NCO與與-OH的逐步加成反應(yīng)，通常認(rèn)為的逐步加成反應(yīng)，通常認(rèn)為-NCO與與-O H之間發(fā)生的氨酯化反應(yīng)為動(dòng)力學(xué)上的之間發(fā)生的氨酯化反應(yīng)為動(dòng)力學(xué)上的二級(jí)反應(yīng)二級(jí)反應(yīng):N

18、COHONH C O+Ok氨酯化反應(yīng)的氨酯化反應(yīng)的速率常數(shù)速率常數(shù)為：為：d NCOk NCO OHdt 在在-NCO與與-OH起始濃度相等的情況下，可得到起始濃度相等的情況下，可得到二級(jí)反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)方程二級(jí)反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)方程為：為： 011 ktII0 PhNCOAktAII（式（式4-1）（式（式4-2）（式（式4-3）（式（式4-4）（式（式4-5）聯(lián)立（聯(lián)立（4-2）與（）與（4-4）得：）得：擴(kuò)鏈反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程的推導(dǎo)擴(kuò)鏈反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程的推導(dǎo)0100020003000400050006000700080000.00.20.40.60.81.01.21.41.61.8 APh/ANCOt(

19、s) TDI MDI HDI trimerEquationy = a + b*xAdj. R-Square0.97289ValueStandard ErrorCIntercept0.054290.06441CSlope2.14562E-41.59728E-5Equationy = a + b*xAdj. R-Square0.91321ValueStandard ErrorDIntercept0.325090.03454DSlope6.2717E-58.5658E-6Equationy = a + b*xAdj. R-Square0.94087ValueStandard ErrorBInterc

20、ept0.125120.00594BSlope1.32311E-51.47414E-6 線性擬合表明，吸光度比值線性擬合表明，吸光度比值A(chǔ)Ph/ANCO與時(shí)間與時(shí)間t呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系，與理論與理論吻合，說(shuō)明異氰酸酯與端羥基吻合，說(shuō)明異氰酸酯與端羥基UPR之間的聚氨酯擴(kuò)鏈反應(yīng)之間的聚氨酯擴(kuò)鏈反應(yīng)為二級(jí)反應(yīng)為二級(jí)反應(yīng)。 速率常數(shù)速率常數(shù)可通過(guò)直線的斜率和截距求得：可通過(guò)直線的斜率和截距求得：kTDI = 1.1910-4 Lmol-1s-1； k液化液化MDI = 4.9010-2 Lmol-1s-1； kHDI三聚體三聚體 = 1.7410-4 Lmol-1s-1。二級(jí)反應(yīng)動(dòng)

21、力學(xué)的驗(yàn)證二級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的驗(yàn)證020406080100120020406080100 Conversion(%)tmin -NCO C=C4000350030002500200015001000500020406080100120 0min 10min 30min 60min 90min 120minWavenumbers(cm-1) Transmittance(%) C=C-NCO基基-NCO與與C=C吸收峰的強(qiáng)度逐漸減弱，說(shuō)明擴(kuò)鏈反應(yīng)與交聯(lián)反應(yīng)吸收峰的強(qiáng)度逐漸減弱，說(shuō)明擴(kuò)鏈反應(yīng)與交聯(lián)反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行同時(shí)進(jìn)行。從轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間的變化可以發(fā)現(xiàn)：從轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間的變化可以發(fā)現(xiàn)：擴(kuò)鏈反應(yīng)擴(kuò)鏈反應(yīng)的速度的速

22、度遠(yuǎn)快于遠(yuǎn)快于交聯(lián)反應(yīng)交聯(lián)反應(yīng)的速度。的速度。兩類反應(yīng)進(jìn)行的相對(duì)速率兩類反應(yīng)進(jìn)行的相對(duì)速率液化液化MDI改性改性2）力學(xué)性能分析）力學(xué)性能分析02468101214020406080100120 Impact strength (kJ/m2)Flexural strength (mPa)Tensile strength (mPa)TDI content (wt%)impact strengthtensile strengthflexural strength05101520020406080100 Flexural strength (MPa)Tensile strength (MPa)Imp

23、act strength (KJ/m2) MDI content (wt%) flexural strength tensile strength impact strength051015202530455055606570758085 Impact strength(kJ/m2)Tensile strength(MPa) HDI trimer content (wt%)4681012141618202224 0.00.40.81.21.62.02.42.80102030405060708090a Stress(MPa)Stain(mm)bTDI 改性改性液化液化MDI改性改性HDI三聚體改

24、性三聚體改性HDI三聚體改性三聚體改性O(shè)CNNCONNOOONOCNHDI三聚體結(jié)構(gòu)式三聚體結(jié)構(gòu)式 HDI三聚體改性三聚體改性UPR反應(yīng)示意圖反應(yīng)示意圖 在交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中，在交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中，柔性鏈段提供柔順性，柔性鏈段提供柔順性，提高了改性提高了改性UPR的韌性和斷裂伸長(zhǎng)率的韌性和斷裂伸長(zhǎng)率；六元氮雜環(huán)六元氮雜環(huán)和和多官能團(tuán)為體系提供了強(qiáng)多官能團(tuán)為體系提供了強(qiáng)度、剛性和耐熱性度、剛性和耐熱性。 因此，改性后的因此，改性后的UPR具有很高的強(qiáng)度、具有很高的強(qiáng)度、剛度和韌性。剛度和韌性。HDI三聚體改性體系高強(qiáng)高韌原因三聚體改性體系高強(qiáng)高韌原因3）動(dòng)態(tài)熱機(jī)械性能分析）動(dòng)態(tài)熱機(jī)械性能分析0204060801

25、001201400.00.10.20.30.40.50.60.70.80.9 tanDTemperature(C)78.0C 0204060801001201400.00.10.20.30.40.50.60.7 tanDTemperature/ C101.0C 5% 7.5% 10%-500501001500.00.10.20.30.40.598.0C tanDTemperature/ C 10% 20% 30% 固化物固化物僅出現(xiàn)一個(gè)力學(xué)損耗峰僅出現(xiàn)一個(gè)力學(xué)損耗峰，這說(shuō)明改性這說(shuō)明改性UPR固化產(chǎn)物具有固化產(chǎn)物具有良好的相容性良好的相容性； 另外，異氰酸酯的加入可以另外，異氰酸酯的加入可以較

26、大幅度較大幅度提高樹(shù)脂的耐熱性提高樹(shù)脂的耐熱性。 abcd（圖（圖a：端羥基：端羥基UPR；圖；圖b：TDI改性；圖改性；圖c：MDI改性；圖改性；圖d：HDI改性）改性）0204060801001201400.00.10.20.30.40.50.60.7 tanDTemperature/ C104.0C 5% 10% 15%改性前改性前TDI改性改性MDI改性改性HDI三聚體改三聚體改性性4）不同異氰酸酯改性端羥基）不同異氰酸酯改性端羥基UPR的力學(xué)性能與耐熱性對(duì)比的力學(xué)性能與耐熱性對(duì)比改性前改性前TDI改性改性MDI改性改性HDI三聚體改三聚體改性性力學(xué)性能對(duì)比力學(xué)性能對(duì)比 耐熱性（耐熱性

27、（Tg）對(duì)比）對(duì)比 結(jié)果表明，結(jié)果表明，HDI三聚體三聚體改性端羥基改性端羥基UPR體系體系具有最佳綜合性能具有最佳綜合性能。1）靜態(tài)力學(xué)性能）靜態(tài)力學(xué)性能 純純UPRTDI 改性改性液化液化MDI改性改性HDI三聚體三聚體改性改性 VE191UPR彎曲強(qiáng)度彎曲強(qiáng)度（MPa）331480382425375389彎曲模量彎曲模量（GPa）15.416.419.415.818.512.3純純UPRTDI改性改性液化液化MDI改性改性HDI三聚體三聚體改性改性 VE191UPR拉伸強(qiáng)度拉伸強(qiáng)度（MPa）328365352398325250拉伸模量拉伸模量（GPa）16.417.918.416.617

28、.87.85斷裂伸長(zhǎng)斷裂伸長(zhǎng)率（率（%）2.092.662.373.011.982.95GF增強(qiáng)樹(shù)脂基復(fù)合材料彎曲性能比較增強(qiáng)樹(shù)脂基復(fù)合材料彎曲性能比較 GF增強(qiáng)樹(shù)脂基復(fù)合材料拉伸性能比較增強(qiáng)樹(shù)脂基復(fù)合材料拉伸性能比較 五、五、 UP-PU體系復(fù)合材料的力學(xué)性能體系復(fù)合材料的力學(xué)性能 2）動(dòng)態(tài)疲勞性能）動(dòng)態(tài)疲勞性能復(fù)合材料經(jīng)過(guò)疲勞試驗(yàn)后的剩余模量（復(fù)合材料經(jīng)過(guò)疲勞試驗(yàn)后的剩余模量（GPa） 樹(shù)脂基體樹(shù)脂基體0次次5萬(wàn)次萬(wàn)次10萬(wàn)次萬(wàn)次15萬(wàn)次萬(wàn)次20萬(wàn)次萬(wàn)次HDI三聚體改性三聚體改性UPR15.915.615.515.214.8TDI改性改性UPR16.616.115.915.615.2320

29、1乙烯基樹(shù)脂乙烯基樹(shù)脂18.517.217.117.016.8191-UPR12.311.711.110.810.305101520024681012141618 Modulus loss rate(%)Vibration times(10000) HDI modify UPR TDI modify UPR 3201-VE 191-UPR HDI三聚體改性三聚體改性UPR復(fù)合材料復(fù)合材料，經(jīng)，經(jīng)20萬(wàn)次疲勞振動(dòng)后，剩余模量的損失率僅萬(wàn)次疲勞振動(dòng)后，剩余模量的損失率僅為為7.14%，處于疲勞破壞范圍之外，遠(yuǎn)低于普通，處于疲勞破壞范圍之外，遠(yuǎn)低于普通UPR復(fù)合材料的復(fù)合材料的16.4%。表明。表明

30、異氰酸酯改性端羥基異氰酸酯改性端羥基UPR體系復(fù)合材料具有體系復(fù)合材料具有很高的界面結(jié)合強(qiáng)度很高的界面結(jié)合強(qiáng)度。玻纖增強(qiáng)不同樹(shù)脂基復(fù)合材料彎曲疲勞試樣玻纖增強(qiáng)不同樹(shù)脂基復(fù)合材料彎曲疲勞試樣（圖（圖a：普通：普通191-UPR復(fù)合材料；圖復(fù)合材料；圖b：3201VE復(fù)合材料；復(fù)合材料；圖圖c：HDI三聚體改性三聚體改性UPR復(fù)合材料；圖復(fù)合材料；圖d：TDI改性改性UPR復(fù)合材料）復(fù)合材料） （1）原位聚合聚氨酯改性的）原位聚合聚氨酯改性的UPR體系對(duì)玻璃纖維具有很高的填充比和體系對(duì)玻璃纖維具有很高的填充比和優(yōu)良的浸潤(rùn)性。優(yōu)良的浸潤(rùn)性。特別是特別是HDI三聚體改性的三聚體改性的UPR，用其制備復(fù)

31、合材料的彎曲，用其制備復(fù)合材料的彎曲強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率分別為強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率分別為425MPa、398 MPa、3.01%，較普通較普通不飽和聚酯樹(shù)脂（不飽和聚酯樹(shù)脂（191-UPR）基復(fù)合材料大幅提高，也優(yōu)于）基復(fù)合材料大幅提高，也優(yōu)于3201乙烯基酯乙烯基酯樹(shù)脂基復(fù)合材料的性能；樹(shù)脂基復(fù)合材料的性能； （2）改性樹(shù)脂對(duì)玻璃纖維具有優(yōu)良的粘接性能，其復(fù)合材料具有很高）改性樹(shù)脂對(duì)玻璃纖維具有優(yōu)良的粘接性能，其復(fù)合材料具有很高的界面結(jié)合強(qiáng)度。經(jīng)的界面結(jié)合強(qiáng)度。經(jīng)20萬(wàn)次彎曲疲勞振動(dòng)后，萬(wàn)次彎曲疲勞振動(dòng)后， HDI三聚體改性的三聚體改性的UPR復(fù)合復(fù)合材料模量的損失率僅為材料模量

32、的損失率僅為7.14%，遠(yuǎn)低于，遠(yuǎn)低于191-UPR復(fù)合材料的復(fù)合材料的16.4%。3）結(jié)論）結(jié)論UP-PU樹(shù)脂體系及其復(fù)合材料基本性能樹(shù)脂體系及其復(fù)合材料基本性能1、樹(shù)脂澆鑄體性能測(cè)試項(xiàng)目測(cè)試項(xiàng)目典型配方典型配方1典型配方典型配方2測(cè)試方法測(cè)試方法粘度粘度(25，mPas)302GB/T 7193.1-87拉伸強(qiáng)度拉伸強(qiáng)度(MPa)83.271.3GB/T 2568-1995拉伸模量拉伸模量(GPa)4.312.75GB/T 2568-1995斷裂伸長(zhǎng)率斷裂伸長(zhǎng)率(%)5.207.69GB/T 2568-1995彎曲強(qiáng)度彎曲強(qiáng)度(MPa)105101GB/T 2570-1995彎曲模量彎曲模

33、量(GPa)2.982.32GB/T 2570-1995熱變形溫度熱變形溫度()77.869.6GB/T 1634-2004沖擊韌性沖擊韌性(KJ/m2)19.022.1GB/T 2571-19952、玻璃鋼板材性能測(cè)試項(xiàng)目測(cè)試項(xiàng)目典型配方典型配方1（手糊）（手糊）典型配方典型配方2（真空）（真空）測(cè)試方法測(cè)試方法拉伸強(qiáng)度拉伸強(qiáng)度(MPa)398460GB 1447-83拉伸模量拉伸模量(GPa)16.619.4GB 1447-83斷裂伸長(zhǎng)率斷裂伸長(zhǎng)率(%)3.012.45GB 1447-83彎曲強(qiáng)度彎曲強(qiáng)度(MPa)425417GB 1449-83彎曲模量彎曲模量(GPa)15.817.3G

34、B 1449-83FJNRVZ%)048cgkoswzDHLPTX!*+26aeimquyBFJNRVZ%)148cgkoswAEHLPTX!*+36aeimquyCGJNRVZ%)158cgkoswAEILPTX!*+37beimquyCGKNRVZ%)159dgkoswAEIMPTX!*+37bfimquyCGKORVZ%)159dhkoswAEIMQUX!*+37bfjmquyCGKOSWZ%)159dhloswAEIMQUY!*+37bfjnruyCGKOSW#%)159dhlptwAEIMQUY$*+37bfjnrvyCGKOSW#&-159dhlptxAEIMQUY$(03

35、7bfjnrvzCGKOSW#&-259dhlptxBEIMQUY$(047bfjnrvzDHKOSW#&-269dhlptxBFJMQUY$(048bfjnrvzDHLOSW#&-26aehlptxBFJNQUY$(048cgjnrvzDHLPSW#&-26aeilptxBFJNRVY$(048cgknrvzDHLPTX#&-26aeimptxBFJNRVZ$(048cgkosvzDHLPTX!&-26aeimquxBFJNRVZ%(048cgkoswzDHLPTX!*-26aeimquyBFJNRVZ%)148cgkoswADHLPTX!*+

36、36aeimquyCFJNRVZ%)158cgkoswAEILPTX!*+37aeimquyCGKNRVZ%)159cgkoswAEIMPTX!*+37bfimquyCGKORVZ%)159dhkoswAEIMQTX!*+37bfjmquyCGKOSVZ%)159dhloswAEIMQUY!*+37bfjnquyCGKOSW#%)159dhlpswAEIMQUY$*+37bfjnrvyCGKOSW#&)159dhlptxAEIMQUY$(+37bfjnrvzCGKOSW#&-259dhlptxBEIMQUY$(047bfjnrvzDGKOSW#&-269dhlptxBF

37、IMQUY$(048bfjnrvzDHLOSW#&-26adhlptxBFJNQUY$(048cfjnrvzDHLPSW#&-26aeilptxBFJNRUY$(048cgknrvzDHLPTW#&-26aeimptxBFJNRVZ$(048cgkorvzDHLPTX!&-26aeimqtxBFJNRVZ%(048cgkoswzDHLPTX!*-26aeimquyBFJNRVZ%)048cgkoswADHLPTX!*+26aeimquyCFJNRVZ%)158cgkoswAEHLPTX!*+37aeimquyCGJNRVZ%)159cgkoswAEIMPTX!*

38、+37beimquyCGKORVZ%)159dgkoswAEIMQTX!*+37bfjmquyCGKOSVZ%)159dhloswAEIMQUX!*+37bfjnquyCGKOSWZ%)159dhlpswAEIMQUY$*+37bfjnruyCGKOSW#&)159dhlptwAEIMQUY$(+378cgkorvzDHLPTX#&-26aeimqtxBFJNRVZ$(048cgkosvzDHLPTX!&-26aeimquxBFJNRVZ%)048cgkoswzDHLPTX!*+26aeimquyBFJNRVZ%)148cgkoswAEHLPTX!*+36aeimquy

39、CGJNRVZ%)158cgkoswAEILPTX!*+37beimquyCGKNRVZ%)159dgkoswAEIMPTX!*+37bfimquyCGKOSVZ%)159dhkoswAEIMQUX!*+37bfjmquyCGKOSWZ%)159dhloswAEIMQUY!*+37bfjnruyCGKOSW#%)159dhlptwAEIMQUY$*+37bfjnrvyCGKOSW#&-159dhlptxAEIMQUY$(037bfjnrvzCGKOSW#&-259dhlptxBFIMQUY$(047bfjnrvzDHKOSW#&-269dhlptxBFJMQUY$(04

40、8bfjnrvzDHLOSW#&-26aehlptxBFJNQUY$(048cgjnrvzDHLPSW#&-26aeilptxBFJNRVY$(048cgknrvzDHLPTX#&-26aeimptxBFJNRVZ$(048cgkosvzDHLPTX!&-26aeimquxBFJNRVZ%(048cgkoswzDHLPTX!*-26aeimquyBFJNRVZ%)148cgkoswADHLPTX!*+36aeimquyCFJNRVZ%)158cgkoswAEILPTX!*+37aeimquyCGKNRVZ%)159cgkoswAEIMPTX!*+37bfimqu

41、yCGKORVZ%)159dhkoswAEIMQTX!*+37bfjmquyCGKOSWZ%)159dhloswAEIMQUY!*+37bfjnquyCGKOSW#%)159dhlpswAEIMQUY$*+37bfjnrvyCGKOSW#&)159dhlptxAEIMQUY$(+37bfjnrvzCGKOSW#&-259dhlptxBEIMQUY$(047bfjnrvzDGKOSW#&-269dhlptxBFJMQUY$(048bfjnrvzDHLOSW#&-26adhlptxBFJNQUY$%)148cgkoswAEHLPTX!*+37aeimquyCGJNR

42、VZ%)159cgkoswAEILPTX!*+37beimquyCGKORVZ%)159dgkoswAEIMQTX!*+37bfimquyCGKOSVZ%)159dhkoswAEIMQUX!*+37bfjnquyCGKOSWZ%)159dhlpswAEIMQUY!*+37bfjnruyCGKOSW#&)159dhlptwAEIMQUY$(+37bfjnrvyCGKOSW#&-159dhlptxBEIMQUY$(037bfjnrvzDGKOSW#&-259dhlptxBFIMQUY$(048bfjnrvzDHKOSW#&-26adhlptxBFJMQUY$(048

43、cfjnrvzDHLOSW#&-26aehlptxBFJNRUY$(048cgjnrvzDHLPTW#&-26aeilptxBFJNRVY$(048cgkorvzDHLPTX#&-26aeimqtxBFJNRVZ$(048cgkosvzDHLPTX!*-26aeimquxBFJNRVZ%)048cgkoswzDHLPTX!*+26aeimquyBFJNRVZ%)148cgkoswAEHLPTX!*+36aeimquyCGJNRVZ%)158cgkoswAEILPTX!*+37beimquyCGKNRVZ%)159dgkoswAEIMPTX!*+37bfimquyCGKO

44、SVZ%)159dhkoswAEIMQUX!*+37bfjmquyCGKOSWZ%)159dhloswAEIMQUY!*+37bfjnruyCGKOSW#%)159dhlptwAEIMQUY$*+37bfjnrvyCGKOSW#&-159dhlptxAEIMQUY$(037bfjnrvzCGKOSW#&-259dhlptxBFIMQUY$(047bfjnrvzDHKOSW#&-269aeimquyBFJNRVZ%)048cgkoswADHLPTX!*+36aeimquyCFJNRVZ%)158cgkoswAEHLPTX!*+37aeimquyCGKNRVZ%)159cg

45、koswAEIMPTX!*+37beimquyCGKORVZ%)159dhkoswAEIMQTX!*+37bfjmquyCGKOSVZ%)159dhloswAEIMQUX!*+37bfjnquyCGKOSW#%)159dhlpswAEIMQUY$*+37bfjnruyCGKOSW#&)159dhlptxAEIMQUY$(+37bfjnrvzCGKOSW#&-159dhlptxBEIMQUY$(047bfjnrvzDGKOSW#&-269dhlptxBFIMQUY$(048bfjnrvzDHKOSW#&-26adhlptxBFJNQUY$(048cfjnrvzDHLPSW#&-26aehlptxBFJNRUY$(048cgknrvzDHLPTW#&-26aeimptxBFJNRVY$(048cgkorvzDHLPTX!&-26aeimqtxBFJNRVZ%(048cgkosvzDHLPTX!*-26aeimquyBFJNRVZ%)048cgkopswA