高寒地区低冰点弹性涂层防冰雪材料制备与表征

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1、硕士学位论文高寒地区低冰点弹性涂层防冰雪材料制备与表征PREPARATIONANDCHARACTERIZATIONOFLOWFREEZINGPOINTELASTICICE-PROOFCOATINGMATERIALSINALPINEREGION李奕璇哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：U416.217学校代码：10213国际图书分类号：625.8密级：公开工程硕士学位论文高寒地区低冰点弹性涂层防冰雪材料制备与表征硕士研究生：李奕璇导师：谭忆秋教授申请学位：工程硕士学科：交通运输工程所在单位：交通科学与工程学院答辩日期：201

2、8年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:U416.217U.D.C:625.8DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringPREPARATIONANDCHARACTERIZATIONOFLOWFREEZINGPOINTELASTICICE-PROOFCOATINGMATERIALSINALPINEREGIONCandidate：LiYixuanSupervisor：Prof.TanYiqiuAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEng

3、ineeringSpeciality：TransportationEngineeringAffiliation：SchoolofTransportationScienceandEngineeringDateofDefence：June,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology摘要摘要冬季路面结冰积雪问题严重威胁道路交通安全，是造成冬季交通事故的主要原因。为了减轻道路冰雪造成的不利影响，国内外大量学者对此进行了分析研究。目前对于道路除冰雪的研究大多集中

4、在单一物理除冰或化学除冰方面，很少有将物理与化学相结合的除冰方法研究，因此本论文基于自应力除冰雪原理，结合化学类抑制结冰积雪材料，设计开发出一种聚氨酯基弹性体与低冰点填料相结合的新型低冰点弹性涂层，具有显著的研究及应用价值。首先，对低冰点弹性涂层体系中各原材料的物化指标进行分析，选择适合本研究所需的主要原材料；结合拉拔试验和系统间相容性，确定满足除冰特性及施工特性的聚氨酯弹性体、粘性增强剂、低冰点填料的比例范围。其次，利用ABAQUS软件对低冰点弹性涂层除冰过程进行有限元计算分析，得到尺寸对防冰雪性能影响规律及低冰点弹性涂层极限除

5、冰能力；通过独立开发的快速评价抗覆冰能力设备对低冰点弹性涂层的除冰能力进行试验研究分析，根据体系内各材料掺量对除冰效果影响规律，最终得到低冰点弹性涂层设计方案。再次，按照既定的低冰点弹性涂层制备方法制备试件，选取低冰点弹性涂层有效成分累计释放百分比作为评价释放特性的指标，分析得到其释放特性；选取试验温度、粘性增强剂掺量、低冰点填料掺量和聚氨酯成分作为影响因素，得到了各影响因素对释放特性的影响作用，并对各影响因素进行正交分析，得到了各因素对有效成分释放的影响程度；通过分析冰与弹性涂层界面粘结力与试验次数之间的关系，并结合有效成分释放

6、规律，经换算后得到低冰点弹性涂层的有效使用期限。最后，对低冰点弹性涂层的抗滑性能、抗磨耗性能进行了试验分析，结果表明其路用性能良好。通过实体工程，并验证了其实际防雪降粘具有一定效果。关键词：聚氨酯弹性体；低冰点；数值模拟；除冰雪；释放特性；路用性能-I-AbstractAbstractTheproblemoficingandsnowfallonroadisamajorthreattoroadtrafficsafety,whichisthemaincauseoftrafficaccidentsinwinter.Tohelpallev

7、iatetheadverseeffectscausedbyroadiceandsnow,alargenumberofscholarsinChinaandabroadhaveconductedanalysisandresearchabouticingandsnowfallontrafficroad.Atpresent,mostresearchesonroaddeicingandsnowarefocusedonsinglephysicaldeicingorchemicaldeicing,andtherearefewdeicingmet

8、hodsthatcombinephysicalandchemicalmethods.Basedontheprincipleofself-stressdeicingandsnowremoval,anewlowfreezingpointelasticc