不饱和聚酯树脂的增韧改性研究

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1、学号：12101521常州大学硕士学位论文不饱和聚酯树脂的增韧改性研究研究生吉祥指导教师张震乾学科、专业名称材料工程研究方向高分子材料改性2015年4月TheResearchofTougheningModificationforUnsaturatedPolyesterResinADissertationSubmittedtoChangzhouUniversityByXiangJi(MaterialsEngineering)DissertationSupervisor:AssociateProf.Zhengqia

2、nZhangApril，2015常州大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师指导下独立进行的研究工作及取得的研究成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在论文中以明确方式标明。本人已完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权的说明本学位论文作者完全了解常州大学有关保留、使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属常州大学。学校有权

3、保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编本学位论文。保密论文注释：本学位论文属于保密范围，在年解密后适用本授权书。非保密论文注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。学位论文作者签名：签字日期：年月日导师签名：签字日期：年月日中文摘要本文利用聚氨酯(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

4、（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，

5、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）与纳米SiO2质量比为1:1时，纳米SiO2的分散性较好。随着纳米Si

6、O2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。结果表明纳米SiO2/PU

7、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

8、和SiO2/PU杂化材料三种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),suchaspolyur