全水发泡聚氨酯硬质泡沫塑料的制备及结构与性能研究

摘要

用一步法制得了不同性能的全水发泡硬质聚氨酯泡沫塑料，研究了基础原料对其泡孔结构及力学性能的影响，发现提高异氰酸酯指数，制得硬泡的密度增大，压缩和冲击强度提高，弹性模量增大，损耗角减小；增加TDI添加量，发泡体系的乳白时间、上升时间和脱粘时间缩短，制得硬泡的压缩强度和弯曲强度降低，脆性增加。 以TMN450为主聚醚，TMN700和TMN3050的加入，使泡孔直径明显减小，但硬泡密度变化不大；TMN700使制得硬泡的冲击强度大幅提高，添加量小于20％时，压缩强度增大，弯曲强度略为下降；聚合物多元醇TPOP36/28使乳白时间、上升时间和脱粘时间较大幅度缩短；制得硬泡泡孔直径明显减小，密度增大，冲击强度大幅增加，加入量在20％以下时，压缩强度可以提高10％以上，弯曲强度和弹性模量降低，损耗角增大；苯酐聚酯多元醇PS400A，使乳白时间、上升时间和脱粘时间明显降低，泡孔直径减小，制得硬泡的密度和力学性能大幅降低。 水添加量的增多，使硬泡密度大幅减小，压缩、弯曲和拉伸强度下降严重，储能和损耗模量也同时降低；1，4-丁二醇使上升时间和脱粘时间明显降低，对乳白时间影响不大；三乙醇胺使体系的乳白时间、上升时间和脱粘时间均大幅缩短；两者均可大幅提高制得硬泡的密度和压缩强度；TEA添加量为5．0％时，制得硬泡的弹性模量较高，损耗角较小；BDO添加量为5．0％时，制得硬泡的弹性模量也较高，但损耗角较大； 相同水含量下，加入NaOH使制得硬泡的密度提高，泡孔直径明显变小，力学性能也相对提高；PC5和A33可使体系乳白时间、上升时间和凝胶时间同时缩短；两种催化剂总用量的增加时，上升时间和脱粘时间缩短；两种催化剂对制得硬泡的损耗角影响不大，泡沫密度对力学性能影响最大。 硬泡的储能模量和损耗模量与密度有关，损耗角与密度关系不明显，减小泡孔直径获得高密度硬质泡沫塑料的有效途径。

目录

文摘

英文文摘

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第一章 绪论

1.1泡沫塑料

1.1.1泡沫塑料定义

1.1.2泡沫塑料的分类

1.1.3泡沫塑料的性能

1.1.4泡沫塑料的原料及用途

1.1.5新型泡沫塑料

1.2聚氨酯泡沫塑料

1.2.1聚氨酯简介

1.2.2聚氨酯泡沫塑料及分类

1.2.3聚氨酯泡沫塑料的发展历史

1.2.4市场及应用

1.3聚氨酯泡沫塑料的合成及制备

1.3.1基本发泡体系

1.3.2合成的基本反应

1.3.3泡沫体的形成过程

1.3.4制造方法

1.4聚氨酯泡沫塑料结构与性能的关系

1.4.1基本影响因素

1.4.2形态结构与性能的关系

1.5聚氨酯硬质泡沫塑料

1.5.1定义

1.5.2结构与性能的关系

1.5.3原料对性能的影响

1.6全水发泡聚氨酯硬质泡沫塑料研究进展

1.6.1原料及对性能的影响

1.6.2工艺条件

1.7本课题的研究背景及内容

1.7.1研究背景

1.7.2研究内容

1.7.2创新之处

第二章实验部分

2.1仪器设备及原材料

2.1.1主要实验原料

2.1.2主要仪器设备

2.2硬质聚氨酯泡沫的制备

2.2.1一步法实验流程

2.2.2操作步骤

2.3表征方法

2.3.1表观芯密度

2.3.2力学性能测试

2.3.3导热性能测试

2.3.4扫描电镜(SEM)分析

2.3.5红外光谱(FTIR)分析

2.3.6动态扭变性能测试

2.4有关术语及计算

2.4.1术语

2.4.2有关计算

第三章结果与讨论

3.1异氰酸酯对性能的影响

3.1.1异氰酸酯指数对性能的影响

3.1.2异氰酸酯复配对性能的影响

3.2多元醇对性能的影响

3.2.1不同分子量多元醇

3.2.2聚合物多元醇的影响

3.2.3苯酐聚酯多元醇的影响

3.3发泡剂水对性能的影响

3.4扩链剂和交联剂对性能的影响

3.5催化剂对性能的影响

3.5.1碱金属盐NaOH对硬泡性能的影响

3.5.2 PC5/A33复配对硬泡性能的影响

第四章结 论

参考文献

致 谢

研究成果及发表的学术论文

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