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不饱和聚酯树脂(UPR)具有优良的综合性能,用途十分广泛,是近年来热固性树脂中发展较快的品种之一。但是UPR也存在一些缺陷,如固化产物体积收缩严重,脆性较大。因此提高UPR的韧性是UPR改性的一个重要研究方向。
本文合成了聚酯多元醇,以其与多亚甲基多苯基多异氰酸酯(PAPI)为主要原料制备了室温固化聚氨酯(PU),并用该PU对UPR进行改性,以提高体系韧性。
对PU/UPR体系反应动力学进行了研究。用傅立叶转换红外光谱(FT—IR)研究了体系中网络形成的速率,表明聚氨酯网络形成远快于UPR网络的形成;用差示扫描量热法(DSC)对改性体系的固化反应动力学进行了研究,确定了固化动力学参数。
对PU/UPR体系结构与性能进行了分析。通过FT—IR对体系反应机理进行表征,确定体系中存在聚氨酯扩链反应、不饱和聚酯固化反应和两个网络间的化学交联反应。对改性体系力学性能进行了研究,结果表明,聚氨酯的引入可明显提高体系的弯曲强度和冲击强度。当体系中PU质量分数(wPU)为2%时,改性体系的弯曲强度为101MPa,比纯UPR提高了18%,当wPU=3%时,改性体系的冲击强度为9.9kJ/m2,比纯UPR提高了22%。用动态热机械分析(DMA)对改性体系的热机械性能进行了分析。结果表明聚氨酯的引入使体系玻璃化温度降低。
对PU/UPR树脂基复合材料进行了研究。分析比较了改性前和改性后体系的弯曲强度、吸水率和树脂含量。结果表明当聚氨酯的引入可增强树脂与玻璃纤维间的粘结力,加入量在1%~4%时,改性树脂基复合材料的综合性能得到明显提高。