不同密度硬质聚氨酯泡沫的力学性能和本构关系

目的不同密度的硬质聚氨酯泡沫(RPUF)适用于不同的工程应用,通过对不同密度RPUF力学性能开展研究,并对现有的本构模型加以修正,得到材料真实的本构关系。方法通过开展不同密度RPUF材料的准静态压缩实验(0.001 s^(−1))及不同加载速率(100~1000 s^(−1))下的动态压缩力学性能实验,得到材料的应力-应变曲线,在此基础上分析RPUF材料的密度效应及应变率敏感性,得到其真实本构关系。结果RPUF材料力学性能受到密度和应变率的耦合影响,随着密度以及应变率的增大,RPUF材料的屈服应力呈指数函数形式增大;给出了RPUF材料屈服应力与应变率及密度之间的函数关系式。结论得到了基于实验数据以及横向惯性效应修正后的Sherwood-Frost模型(M-S-F模型),研究结果可为RPUF材料在抗冲击方面的工程应用提供指导。

废旧硬质聚氨酯泡沫塑料醇解再利用技术研究

在制备聚氨酯保温管过程中产生大量废旧硬质聚氨酯泡沫,因其难分解且燃烧释放有害气体的特点,废旧硬质聚氨酯泡沫处理一直以来是困扰行业内的一个难题。废旧硬质聚氨酯泡沫塑料回收技术有粉碎法、物理法、化学法以及燃烧回收法,本文中研究项目采用双组分醇解剂乙二醇(EG)和1,3-丙二醇(PG)对废旧硬质聚氨酯(RPUF)泡沫塑料利用醇解法进行降解,获到回收多元醇。回收多元醇可以代替部分白料添与黑料混合,重新制备硬质聚氨酯泡沫。本项目经过多次尝试获得最佳的实验条件为双组分醇解剂EG和PG的质量比为5:6,双组分醇解剂与废旧硬质聚氨酯泡沫的质量比为25:21,温度区间为175℃-200℃,回收多元醇分子量保持在20000 Dal附近,分散系数小于1.2,羟值在950-1050 mgKOH/g之间,室温下黏度低于600 mPa·s,满足替代多元醇使用要求。

短切玻璃纤维增强硬质聚氨酯泡沫塑料的压缩性能

研究了短切玻璃纤维 (GF)增强硬质聚氨酯泡沫塑料 (RRPUF)的压缩性能 ,探讨了影响 RRPUF压缩性能的因素 ,考察了 RRPUF的密度、GF含量及 GF长度对 RRPUF压缩性能的影响。发现RRPUF的压缩模量和压缩强度随含量增加而增加 ;尽管理论分析认为 GF长度有一临界值 ,超过该临界值再增加 GF长度就无意义了 ,但本工作中 ,RRPUF的压缩模量随 GF长度在 3～ 12 mm范围内增加而升高 ;随 RRPUF的密度增加 ,压缩模量显著增加。文中还介绍了压缩模量计算公式并计算了 RRPUF的压缩模量 。

纳米碳酸钙对硬质聚氨酯泡沫塑料力学性能的影响

通过超声作用 ,用在位分散聚合方法制得了纳米碳酸钙增强硬质聚氨酯泡沫塑料。结果表明 ,纳米碳酸钙可以均匀分散在PAPI中。纳米碳酸钙在较低添加量时对压缩强度和模量就有一定提高。但它会引起PAPI粘度的迅速增加 ,从而导致发泡反应困难 ,并使冲击强度在添加量为 6 % (质量 ,下同 )

硬质聚氨酯泡沫塑料室内贮存老化机理研究

采用室内贮存试验、人工加速湿热老化试验和红外光谱法研究了硬质聚氨酯泡沫塑料在室内贮存条件下的老化机理。结果表明:随着老化时间的增加,10%定应变压缩应力和氨基甲酸酯指数不断下降,二者之间具有显著的相关性,室内贮存过程中,酯基水解是导致硬质聚氨酯泡沫塑料压缩性能下降的主要原因。

硬质聚氨酯泡沫塑料结构及其性能的研究

应用环保型发泡剂制备了硬质聚氨酯泡沫塑料,然后分别对影响其泡体结构和性能的因素(包括聚醚配合比、匀泡剂用量、催化剂用量等)进行了研究.结果表明:可通过改变催化剂有机锡用量来协调凝胶速率与发泡速率的匹配,从而调节泡体的结构及性能;聚醚配合比和匀泡剂用量等均对泡体结构及性能产生影响.

硬质聚氨酯泡沫塑料贮存寿命预测研究

对硬质聚氨酯泡沫塑料进行了贮存寿命预测研究。在室内贮存过程中,硬质聚氨酯泡沫塑料的10%定应变压缩应力不断下降。利用人工加速湿热老化实验数据,采用阿累尼乌斯方程外推法和时温等效原理初步预测了硬质聚氨酯泡沫塑料在贮存条件为20℃5、0%RH下的贮存寿命分别为20.1a和34.4a。

水对硬质聚氨酯泡沫塑料性能的影响研究

采用一步法合成了硬质聚氨酯泡沫塑料(PUF-R),考察了水的用量对PUF-R的表观芯密度、导热系数、拉伸强度、弯曲强度、压缩强度等性能影响,并利用扫描电子显微镜观察了泡孔形态。结果表明,随着水用量的增加,RPUF的密度、导热系数、拉伸强度、弯曲强度、压缩强度逐渐降低,储能模量随之下降,而泡孔直径则逐渐增大。

玻纤增强硬质聚氨酯泡沫塑料研究进展

主要介绍近年来玻璃纤雏增强硬质聚氨酯泡沫塑料的成型方法、力学性能及形态结构等方面的研究进展,探讨了玻璃纤维增强硬质聚氨酯泡沫塑料的增强机理,详细讨论了玻璃纤维的长度、含量对增强硬质聚氨酯泡沫塑料力学性能的影响。

增强硬质聚氨酯泡沫塑料的压缩破坏行为

研究了玻纤、玻璃微珠增强材料增强的硬质聚氨酯泡沫塑料在静态压缩下泡孔结构的变化。实验结果表明 ,两种增强材料其压缩强度和模量都有不同程度的提高 ,但是其破坏方式则完全不同 :玻纤增强的泡沫塑料的破坏方式为泡孔的塌陷和纤维的脱粘 。

匀泡剂对阻燃硬质聚氨酯泡沫塑料燃烧性能的影响

利用氧指数仪测定了全磷阻燃剂(DMMP、DEEP、V6)、卤代磷酸酯阻燃剂(TCEP、TCPP、TDCP)及两类阻燃剂复配对硬质聚氨酯泡沫塑料(RPUF)氧指数的影响。结果表明,全磷阻燃剂的阻燃效果优于卤代磷酸酯类阻燃剂;磷卤复配阻燃效果优于单一阻燃剂;DMMP与TCEP复配使用阻燃效果最佳,氧指数为24.5%。利用锥形量热仪进一步研究了7种不同硅烷匀泡剂对RPUF阻燃性能的影响。结果表明,硅烷匀泡剂AK8803在提高RPUF的点燃时间以及降低RPUF燃烧释放热危害方面,优于其他6种匀泡剂;而硅烷匀泡剂L580则在降低RPUF燃烧烟气量方面优于其他6种匀泡剂。

复合阻燃剂阻燃硬质聚氨酯泡沫塑料的性能研究

制备了复合阻燃剂阻燃硬质聚氨酯(PUR-R)泡沫塑料,研究了复合阻燃剂甲基膦酸二甲酯(DMMP)、三(2-氯异丙基)磷酸酯(TCPP)、可膨胀型石墨(EG)和氢氧化铝(ATH)对PUR-R泡沫塑料阻燃性能的影响,采用正交试验确定了复合阻燃剂的最佳配比。用极限氧指数(LOI)测定仪、烟密度测定仪和万能试验机测定了阻燃PUR-R泡沫塑料的LOI、烟密度等级和压缩强度,结果表明,当DMMP,TCPP,EG,ATH的质量比为2∶2∶3∶3时,在25份聚醚多元醇中添加12份复合阻燃剂,制备的阻燃PUR-R泡沫塑料的LOI达26.3%,烟密度等级为77.63,压缩强度为0.18 MPa,阻燃PUR-R泡沫塑料具有良好的综合性能。

粉末尼龙1010填充硬质聚氨酯泡沫塑料的形态与力学性能

通过扫描电子显微镜(SEM)对粉末尼龙1010填充硬质聚氨酯泡沫塑料(RPUF)的泡孔结构和填料分散形态进行了分析。研究了粉末尼龙填充RPUF的压缩、拉伸和冲击性能。讨论了粉末尼龙填充RPUF的形态结构对力学性能的影响。发现随填料的加入,泡孔直径变小,填料含量到达10%后,尼龙粒子团聚明显。粉末尼龙的加入提高了RPUF的压缩、拉伸和冲击强度,在填料含量为5%时各项力学性能达到最大值。当填料含量超过5%时,各项力学性能呈下降趋势。

聚氨酯/环氧树脂互穿网络硬质泡沫塑料反应过程和微观结构

聚氨酯/环氧树脂互穿网络(PU/EP IPN)硬泡中异氰酸根的消耗速度较纯PU硬泡高,是由于环氧树脂的固化剂同时也是异氰酸根反应的催化剂。而PU/EP IPN硬泡中环氧基的反应速度和反应程度均较纯EP网络低,归因于互穿网络对基因扩散的阻碍。在互穿网络硬泡形成过程中,存在环氧开环中所新产生的羟基与异氰酸根的反应、大分子多元醇中羟基与环氧基的反应以及异氰酸根与环氧基形成噁唑烷酮的反应三种形成网络间的化学键的途径。同时由于PU/EP IPN硬泡高度的交联,使得IPN硬泡中两个网络具有良好的相容性。动态力学性能表明所有IPN样品都只有一个玻璃化温度。透射电镜表明IPN样品无明显的相界面。

PM/PEPA协同阻燃硬质聚氨酯泡沫塑料的性能研究

将磷酸三聚氰胺盐(PM)和季戊四醇磷酸酯(PEPA)复配成一种新型的无卤阻燃剂,并对硬质聚氨酯泡沫(RPUF)塑料进行阻燃。利用极限氧指数(LOI)和热重分析(TGA)考察了阻燃RPUF的阻燃性能及热降解行为,采用残炭率和燃烧试验对阻燃RPUF进行测试分析。结果表明,PM和PEPA按质量比为1∶1复配而成的阻燃剂对RPUF塑料阻燃时效果优异,在阻燃剂添加量为16%时,RPUF氧指数达到24.3%左右,500℃时残炭率为37.4%。PM和PEPA复配能使RPUF高温燃烧时形成较稳定的炭层,对RPUF塑料具有阻燃协同作用。

阻燃型聚氨酯硬质泡沫塑料的制备

以芳香醇、脂肪醇及溴代醇为主要物料制备了阻燃聚醚,再与固体阻燃剂和液态阻燃剂复配使用,制得阻燃型聚氨酯泡沫塑料。研究了原料种类、发泡剂、异氰酸酯指数、阻燃剂种类等因素对泡沫阻燃性能的影响。结果表明,该阻燃聚醚与复合阻燃剂复配使用,制得的阻燃型聚氨酯泡沫塑料,其氧指数接近29%,压缩强度为270 kPa,达到了国家标准GB/T8624-1997中B_2级氧指数的要求。

抗静电半硬质聚氨酯泡沫塑料的制备与性能研究

以导电炭黑和十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为抗静电剂通过特殊的工艺制备了抗静电半硬质聚氨酯泡沫塑料(SRPUF)。当导电炭黑用量大于3份,或采用1.5份以上导电炭黑与2.5份CTAB相结合,可以制得体积电阻率在108～109Ω.cm范围的具有开孔结构的抗静电SRPUF,其拉伸强度和断裂伸长率与未加抗静电剂的纯半硬质聚氨酯泡沫塑料(纯SRPUF)相比不发生明显下降。随填料用量的增加,SRPUF的硬度和模量增大,阻尼因子下降。

硬质聚氨酯泡沫塑料在军事工程中的应用

根据硬质聚氨酯 (RPUR)泡沫塑料的性能和特点 ,结合军事工程的要求 ,介绍了RPUR泡沫塑料在军事伪装工程、军事防寒隔热工程、野战移动工事 ,以及防护工程中的抗爆和隔爆工程等军事工程中的应用 ;指出RPUR泡沫塑料因具有良好的性能而非常适合在军事工程中应用。

改性条件对阻燃型硬质聚氨酯泡沫塑料性能的影响

选择阻燃剂三聚氰胺和甲基磷酸二甲酯(DMMP)对硬质聚氨酯泡沫塑料进行阻燃改性,研究了异氰酸酯指数、水、三聚氰胺以及DMMP添加量对硬质聚氨酯泡沫塑料阻燃性能和拉伸强度的影响。结果表明,添加三聚氰胺和DMMP可以提高硬质聚氨酯泡沫塑料的阻燃性能,当三聚氰胺的添加量为25份、DMMP的添加量为25份、异氰酸酯指数为1.15、水添加量为1.5份时,硬质聚氨酯泡沫塑料的综合性能最佳。

组合多元醇对硬质聚氨酯泡沫塑料力学性能的影响

将中等羟值聚醚多元醇、低羟值聚醚多元醇、聚合物多元醇和苯酐聚酯多元醇分别与基础聚醚多元醇复配,制备了全水发泡硬质聚氨酯泡沫塑料,研究了4种不同组合多元醇对制品力学性能的影响,发现低羟值多元醇的加入使泡孔直径明显减小;过低羟值的TMN3050的加入对力学性能的提高不利;TMN700使泡沫体的压缩强度略为增加,冲击强度大幅提高,弯曲强度略为下降;聚合物多元醇TPOP36/28在低添加量下,制得硬泡泡孔直径明显减小,压缩强度和冲击强度大幅增加,弯曲强度降低;苯酐聚酯多元醇PS400A,使泡孔直径减小,制得硬泡的密度和力学性能大幅降低。