不饱和聚酯树脂的增韧改性-研究

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1、本文利用聚氨酯(PU)预聚体、改性纳米二氧化硅（SiO2）和纳米SiO2/PU杂化材料三种方法增韧改性不饱和聚酯树脂(UPR)。研究内容如下：（1）通过改变聚丙二醇（PPG）的分子量以及PPG与二苯基甲烷-4，4’-二异氰酸酯(MDI)的摩尔比制备端异氰酸酯（-NCO）聚氨酯预聚体改#性普通191UPR与端羟基UPR，研究PU预聚体的摩尔比和用量对共混体系性能的影响。结果表明：在80℃下反应120min制备PU预聚体较适#宜。PU预聚体改性后191UPR与端羟基UPR的凝胶时间缩短。改性#191UPR后在增韧的同时其他性能下降；而改性端羟基UPR能同时达到增

2、强增韧的效果，且比较发现MDI:PPG-600摩尔比为3:1、PU用量为8%2时，改性后冲击强度为13.5KJ/m，提高了107.7%，弯曲强度为98.3MPa，拉伸强度为52.5MPa，断裂伸长率为3.86%。通过扫描电子显微镜（SEM）分析试样冲击断裂面发现改性前后存在脆性向韧性的转变。热变形温度#（HDT）测试表明PU预聚体使端羟基UPR的耐热性提高，但191UPR耐热性降低。（2）通过合成P（St-r-A171）对纳米SiO2表面改性，利用改性后纳米SiO2增韧改性UPR，研究纳米SiO2的用量对UPR性能的影响。结果表明：P（St-r-A171）与

3、纳米SiO2质量比为1:1时，纳米SiO2的分散性较好。随着纳米SiO2用量的增加，UPR凝胶时间延长较为明显。纳米SiO2的加入使树脂冲击强度和断裂伸长率增加，拉伸强度和弯曲强度降低，耐热性略有提高。当改性纳米SiO2用量为3%时效果最佳，改性后UPR2冲击强度为11.8KJ/m，断裂伸长率为5.5%，拉伸强度为54.1MPa，弯曲强度为91.6MPa。（3）以纳米SiO2、MDI、PPG-600制备杂化材料改性端羟基UPR，采用力学性能测试、TGA、DMA、SEM等测试对纳米SiO2/PU/UPR复合体系表征，研究纳米SiO2用量对体系性能的影响。结果表

4、明纳米SiO2/PU杂化材料在复合体系中起到了增韧增强的作用，且耐热性明显提高。当2纳米SiO2用量为3%时，冲击强度为16.2KJ/m，比PU/UPR体系提高20%，较纯端羟基UPR提高了149.2%；弯曲强度为106.4MPa，拉伸强度为55.8MPa，断裂伸长率为6.1%。DMA测试发现纳米SiO2/PU杂化材料与端羟基UPR的相容性良好，储能模量和玻璃化转变温度（Tg）均高于纯UPR和PU/UPR。SEM分析发现与PU/UPR体系相比银纹碎化并深度增加，增韧效果更佳。通过以上改性方法，可以看出聚氨酯预聚体、改性纳米SiO2和SiO2/PU杂化材料三种

5、方法均能增韧不饱和聚酯树脂，其中SiO2/PU杂化材料增韧端羟基UPR效果最佳，能同时达到增韧增强的作用。关键词：不饱和聚酯树脂；聚氨酯；纳米SiO2；杂化材料；增韧ABSTRACTInthisresearch,threematerialswereusedtotoughenunsaturatedpolyesterresin(UPR),suchaspolyurethaneprepolymer，modifiednano-SiO2,andnano-SiO2hybridmaterials.Themainresearchandconclusionofthispaper

6、wereasshowingbelow:(1)The4,4-diphenylmethanediisocyanate(MDI)andpolypropyleneglycol(PPG)withdifferentmolecularweightwereusedtoprepareisocyanate(-NCO)polyurethaneprepolymerswithdifferentmolarratio.ThePU#prepolymerwereblendedwith191UPRorhydroxyl-terminatedUPRformodification.Theeffect

7、softhemolarratio(MDI/PPG)anddosageofthePUprepolymersonthepropertiesofblendingresinsystemwerestudied.Theresultsshowedthat,theoptimumtemperaturewas80℃andthebestreactiontimewas120min.TheconcentrationofPUprepolymerhadagreateffectonthegeltime.Themoreconcentrationofprepolymerwasused,thes

8、hortergeltimewasgot.Withth