水发泡增强硬质聚氨酯泡沫塑料制备和性能的研究

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1、摘要硬质聚氨酯泡沫塑料具有优异的机械性能、声学性能、电学性能。它是一种性能优良的绝热材料和结构材料。但是作为结构材料，还缺乏一定的强度，并且传统发泡剂氟化物会破坏臭氧层，这些限制了硬质聚氨酯泡沫塑料的应用。为了改善聚氨酯硬泡这方面缺点，本文通过添加玻璃微珠和纳米si02制备了水作为发泡剂的增强聚氨酯硬泡材料，既改善了硬泡性能又减少了环境污染。结合制备工艺，本文还研究了：(1)玻璃微珠和纳米si02对聚氨酯硬泡微观形貌的影响，(2)玻璃微珠和纳米Si02对聚氨酯硬泡压缩性能的影响，(3)玻璃微珠和纳米si02对聚氨酯硬泡热稳定性影响，(4)泡孔尺寸与

2、压缩性能相互关系的有限元分析。所得到的主要结论如下：1．原料的选择和配比能够影响聚氨酯硬泡的微观结构，继而影响材料的综合性能。2．通过适当的方法可以将偶联剂以化学键的方式连接到玻璃微珠表面，经过偶联剂处理的玻璃微珠与硬质聚氨酯泡沫基体具有较好的相容性和界面强度。玻璃微珠的添加量占聚醚多元醇的6wt％以下时玻璃微珠对泡孔形貌影响较小，并且应用偶联剂处理后的玻璃微珠K46对聚氨酯泡沫的增强效果较好。用玻璃微珠增强后的硬质聚氨酯泡沫热稳定性也有一定的提高。3．纳米si02的表面处理对其在聚醚多元醇中的分散有较大影响。纳米si02200和R974对水发泡硬

3、泡具有较好的增强效果，纳米Si02R805会使硬泡的压缩性能大幅下降。适量纳米颗粒的添加可以减小硬质聚氨酯泡沫塑料泡孔尺寸，提高结晶度和热稳定性。4．有限元模拟分析结果表明平均孔径较小的聚氨酯泡沫材料具有更高的压缩模量和强度。关键词：聚氨酯硬泡，结构材料，玻璃微珠，纳米Si02，有限元模拟AbstractmgldPolyurethaneFoam(RPUF3hasexcellentmechanical，acousticandelectricproperties．It啪beusedasgoodstructuralandthermalinsulating

4、materials．AsashuctIlralmaterial．however,itlackscertainstrengthandtraditionalfluoride-basedblowingagentwilldestroyozonosphere，whichrosllq}linsitsfurtherapplication．InordertooveroDnlethisshortcoming,RPI珂reinforcedbyhollowglassbeadsandJ]anoSi02谢thwaterastheblowingagentwasprepared

5、inthispaper．AddingofhollowglassbeadsandllanoSi02broughtperformanceIoRPUFwhichpureRPUFdoesnotpossess．Andtheblowingagentwaterhasnoharmforentironment．Theresearchesinclude：1)EffectofhollowglassbeadsandnanoSi02onmorphologyofRPUF；2)EffectofhollowglassbeadsandnanoSi02OIlcompressivepr

6、opertyofRPUF；∞EffectofhollowglassbeadsandllanoSi02onthermalstabilityofRPI)F；4)Relationshipbet、Ⅳeenaveragediameterandcompressivepropertybyfiniteelementanalysis．Tbeobtainedmainconclusionsa糟asfollows：Firstly,selectionandproportionofrawmaterialscanaffectmicrostructureofl理UFandinfl

7、uenceitscomprehensivepropertiesasaresult；Secondly,theglassbeadscanbeconnectedwithcoupleagentsbychemicalbonds．Themodifiedglassbeadsandthepolyurethanematrixhavegoodcompatibilityandinterfaces：仕ength．TheglassbeadsaffectsU@tlyonmorphologyofcellsinRPUFwhenitscontentreaches6wt％inpoly

8、etherpolyols．AndtheglassbeadsK46modifiedbycouplingagentexhibi