硫酸钙晶须改性聚氨酯环氧树脂的粘接性能

使用硫酸钙晶须对聚氨酯环氧树脂进行改性,研究改性前后、改性条件、晶须长度及晶须加入量对聚氨酯环氧树脂粘接性能的影响,并分析了晶须对聚氨酯环氧树脂的改性机制。实验结果表明,晶须对聚氨酯环氧树脂的改性机制为裂纹在晶须/基体界面处发生偏转,从而阻碍了裂纹的扩展。当使用长度较短、经有机化处理后的晶须对聚氨酯环氧树脂进行改性时,可使改性后的聚氨酯环氧树脂对LY12铝合金的粘结强度得到较大提高,其室温剥离强度提高27%,100℃及-70℃剪切强度分别提高了39%和10%,晶须对聚氨酯环氧树脂高温性能的改善尤为明显。

钢桥面聚氨酯改性环氧树脂黏结层的受力特性

为分析钢箱梁铺装层与钢桥面黏结层间的受力特性,采用有限元软件ANASYS建立钢箱梁整桥模型,采用聚氨酯改性环氧树脂作为钢桥面铺装结构的黏结层,模拟计算分析车辆荷载工况、钢桥跨径、铺装层厚度、黏结层厚度、温度变化、水平荷载等不同因素对黏结层界面受力的影响。结果表明:正常行驶条件下,黏结层界面横向剪应力显著大于纵向剪应力,车辆荷载作用于钢箱梁间且距横隔梁纵向距离越大时黏结层界面剪应力越不利,荷载作用于钢箱梁边缘且靠近横隔梁时界面法向拉应力最不利;钢桥跨径对黏结层受力影响较小;随黏结层厚度增大,黏结层界面剪应力减小,法向拉应力增大;随铺装层厚度增大,黏结层界面剪应力和界面法向拉应力减小;随温度升高,黏结层界面应力显著减小;随摩擦因数增大,黏结层界面剪应力增大,法向拉应力变化不大。

钢桥面聚氨酯改性环氧树脂碎石黏结层材料设计

聚氨酯改性环氧树脂以较高的黏结强度及优良的变形性能成为钢桥面黏结层材料选择之一。根据钢桥面黏结层层铺法特点,制作了钢板+黏结层+SMA复合试件,以层间抗剪强度为评价指标,将黏结层各材料用量作为变化因素,采用正交试验方法进行五因素四水平试验设计和分析。结果表明:聚氨酯改性环氧树脂碎石与钢板间黏结强度高,复合试件破坏均发生在黏结层与上覆层SMA之间;热熔型改性环氧树脂用量对黏结层剪切强度影响最大,第一层碎石撒布量影响最小;热熔型改性环氧树脂、第二层碎石及聚氨酯改性环氧树脂用量3个因素变化时,层间剪切强度均先增大后减小,最佳用量分别为1.9 kg·m^(-2)、6.0 kg·m^(-2)和2.4 kg·m^(-2);第一层碎石撒布量建议为6.0 kg·m^(-2),聚氨酯改性环氧树脂用量应在小于2.1 kg·m^(-2)区间进一步试验确定。

聚氨酯-环氧树脂改性沥青超薄磨耗层制备与性能研究

为了提升沥青混凝土超薄磨耗层的服役性能,研究向环氧树脂分子结构中接枝聚氨酯柔性链段制得聚氨酯改性环氧树脂(PU-EP),以PU-EP、固化剂、相容剂、基质沥青为原材料制备高性能双组份PU-EP改性沥青。通过试验对比分析了分别以PU-EP改性沥青、环氧沥青和SBS改性沥青为胶结料的SMA-10超薄磨耗层路用性能(3种磨耗层依次记为UFC_(PU-EP)、UFC_(EP)与UFC_(SBS))。试验结果表明,UFCPU-EP具有最佳的高温稳定性、水稳定性与黏结性,抗疲劳性及低温抗裂性略低于UFC_(SBS),但远大于UFC_(EP)。综上,研究制得的PU-EP改性沥青超薄磨耗层具备优良的路用性能。

聚氨酯改性环氧树脂胶粘剂的性能研究

聚氨酯改性环氧树脂胶粘剂是环氧树脂胶粘剂的一种。这种胶粘剂主要是通过聚氨酯对环氧树脂进行性能改良而得到的一种复合胶粘剂,其具有较高的韧性和粘结性,在多个领域均有着较为广泛的应用。但是,聚氨酯改性环氧树脂胶粘剂的材料性能也会受到不同因素的影响而改变。为了更加准确地把握聚氨酯改性环氧树脂胶粘剂的性能,本文简要介绍了聚氨酯改性环氧树脂胶粘剂的主要特性,并重点探究了影响其性能的主要因素。此外,文章还对聚氨酯改性环氧树脂胶粘剂的一些实际应用和发展方向进行了分析。

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。

聚氨酯改性环氧树脂耐磨涂料的研制

以2,4-甲苯二异氰酸酯和蓖麻油为原料,合成了聚氨酯预聚体。使用该聚氨酯预聚体对环氧树脂进行了改性。对各种固化剂进行了筛选。最后研制了一种双组分常温固化耐磨涂料。通过正交实验和单因素实验确定了涂料的最佳配方:聚氨酯5 g,环氧树脂10 g,填料3 g,固化剂2．3 g。由此获得的耐磨性优良的涂膜性能为:表干时间10 h,实干时间不到40 h;耐磨性实验中,磨痕弦长5．4 mm;附着力0级,硬度5 H。

聚氨酯/环氧树脂互穿网络半硬泡沫的热稳定性

制备了聚氨酯/环氧树脂互穿网络半硬泡沫,通过热重分析（TGA）研究了其热分解,计算了各分解阶段的热分解反应动力学参数。结果表明,氮气中,互穿聚合物网络（IPN）泡沫根据环氧树脂含量不同其分解过程有2-3个失重阶段,随着环氧含量增加,第一阶段的失重率减小,第二阶段的失重率增大。IPN泡沫在第一、二两阶段总的热失重率低于纯聚氨酯泡沫及纯环氧树脂。环氧树脂含量为30%（质量分数,下同）时泡沫的热稳定性最好。预测IPN半硬泡沫在100℃氮气中失重5%时的热老化寿命可达2.4E7年,表明IPN泡沫具有很好的热稳定性。

聚氨酯—环氧树脂胶粘剂的研制

研制出一种无溶剂的双组份聚氨酯 -环氧树脂胶粘剂。结果表明 ;它有较高的粘接强度和伸长率 ,达到半结构胶的要求 ,有较高的耐水和耐温性 ,当一定量聚氨酯预聚体含量时 ,胶粘剂的粘接强度出现最佳值。

氧化亚铜对封端聚氨酯/环氧树脂涂料力学和防污性能的影响

研究了氧化亚铜对新型封端聚氨酯(BPU)/环氧树脂(EP)共混物涂料的拉伸强度、剪切强度和表面防污性能的影响。拉伸、剪切实验结果表明,涂层的拉伸强度和剪切强度随着氧化亚铜的增加均有所下降;加入纳米氧化亚铜对涂层的影响更加明显,涂层的拉伸强度和剪切强度均大幅下降;铜离子渗出率测定结果表明,随着氧化亚铜用量的增加,铜离子渗出率增大,用纳米氧化亚铜替代氧化亚铜效果并不明显,稳定时的铜离子渗出速率变化不大,用聚乙二醇(PEG)硅烷处理的铜离子渗出率高于未经处理的氧化亚铜的渗出率;透射电镜分析表明,经硅烷处理后的氧化亚铜在树脂中分散性较好,而纳米氧化亚铜和氧化亚铜均出现一定程度的团聚现象;实海挂板试验结果表明,涂料中添加氧化亚铜、纳米氧化亚铜和经PEG硅烷改性后的氧化亚铜的涂层防污性能依次增强,当80phr氧化亚铜的防污效果较好。

聚氨酯/环氧树脂互穿网络半硬泡沫的压缩力学性能

采用同步法制备了聚氨酯/环氧树脂互穿聚合物网络(IPN)半硬泡沫。研究了IPN泡沫密度及环氧树脂用量对压缩力学性能的影响。研究表明,在所研究的泡沫密度范围内,压缩模量、屈服强度均与泡沫材料密度成指数关系,并且这种指数关系可以根据数学模型用泡沫材料的相对密度表示,且理论曲线与实验曲线吻合较好。因此,利用该模型可以对泡沫的压缩性能进行预测。IPN泡沫的压缩模量和屈服强度与环氧树脂用量成指数式增长关系,当环氧树脂的质量分数超过20%时压缩模量和屈服强度显著提高。

聚氨酯/环氧树脂互穿网络硬泡的热稳定性

采用同步法合成了聚氨酯／环氧树脂互穿聚合物网络（PU／ERIPN）硬泡，通过热重分析法对其热分解过程进行了研究，计算了各分解阶段的反应动力学参数．研究表明：氮气气氛中，PU／ERIPN硬泡根据环氧树脂含量不同其热分解过程有2～3个失重阶段；随着IPN体系中环氧树脂含量增加，第一阶段的失重率减小，第二阶段的失重率增大；PU与ER质量比分别为90：10，70：30，50：50的硬泡PUE10，PUE30，PUE50在第一、二阶段总的热失重率依次为62．2％，58．0％，52．9％，均低于纯聚氨酯泡沫和纯环氧树脂的热失重率．经IPN改性后，泡沫的热稳定性显著提高，其中PUE10的热稳定性最好，说明聚氨酯和环氧树脂形成互穿网络后的协同效应使得IPN硬泡的热稳定性增强．预测IPN泡沫在300℃的氮气气氛中失重5％的热老化寿命约为8个月，表明IPN泡沫的热稳定性较好．

微/纳米无机颗粒对聚氨酯-环氧树脂基复合材料性能的影响

通过机械搅拌混合法制备了微/纳米无机颗粒改性的聚氨酯-环氧树脂复合材料,研究了颗粒组成和含量对复合材料力学和热稳定性的影响,进而探讨了所得复合材料的强韧化机理.结果表明：相比微米颗粒,纳米颗粒的加入能显著提高复合材料的层间剪切强度和拉伸强度,降低层间剪切模量,同时改变材料的断裂方式.当纳米SiC颗粒的添加量（质量分数）为2%时,所得复合材料的层间剪切强度和拉伸强度分别为44.7 MPa和56.56MPa,相比添加前提高约88%和74%,所得复合材料不同失重率下对应的温度较添加前提高了4-8℃.纳米颗粒弥散强化和钝化银纹扩展是复合材料主要的强韧化机理.

聚氨酯改性环氧树脂胶粘剂的合成及性能

本文用二元醇M2与MDI反应(-NCO：-OH=2：1)，合成端-NCO基预聚体；然后用预聚体与环氧树脂E-51反应，合成聚氨酯改性环氧树脂。由FTIR研究表明，改性后环氧基团未发生变化；由SEM研究表明，随着加入量的增大，聚氨酯橡胶逐渐聚集，改性体系的微观形态发生了三种不同的变化。受微观形态影响，改性体系的力学性能和粘接性能也发生了变化。本文对不同固化体系的粘接性能也进行了探讨，结果表明改性体系具有优异的粘接性能。

聚氨酯改性环氧树脂沥青混合料的性能研究

采用环氧开环法制备聚氨酯改性环氧树脂,改变聚氨酯的掺量,测试聚氨酯改性环氧树脂沥青混合料的高、低温稳定性和水稳定性。结果发现,聚氨酯与环氧树脂发生环氧开环聚合后,产生较多的柔性支链,可降低环氧树脂的低温脆性;聚氨酯的添加对环氧树脂沥青混合料的高温性能影响不大,但可明显提升混合料的低温弯拉应变水平;当聚氨酯掺量占环氧树脂质量的30%时,混合料的性能最佳,运用此改性混合料可明显减少桥面铺装中的早期低温开裂病害。

环氧树脂/聚氨酯复合改性沥青及其混合料性能研究

针对环氧沥青柔韧性差、低温下沥青路面易产生裂缝的缺陷,本研究选用环氧树脂(EP)、聚氨酯(PU)和90号基质沥青制备EP/PU复合改性沥青,并以此为结合料制备了AC-13沥青混合料。利用傅里叶红外光谱仪(FTIR)和原子力显微镜(AFM)对EP/PU复合改性沥青反应机理和微观结构等进行了分析;通过车辙试验、小梁弯曲试验、浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验分别研究了EP/PU复合改性沥青混合料高温稳定性、低温抗裂性以及水稳定性,并与环氧沥青混合料和PU改性沥青混合料进行性能对比。结果表明,复合改性过程中环氧基、酸酐羰基C=O、-NCO以及-OH可以进行化学反应,生成醚键C-O-C和酯基C=O;与基质沥青相比,复合改性沥青中“蜂形”结构不明显,连续相与分散相边界模糊,表面粗糙度增加,与集料接触面积增加。EP/PU复合改性沥青混合料拥有良好的综合路用性能。EP/PU复合改性沥青混合料高温稳定性和水稳定性相较于环氧沥青混合料有所降低,但低温抗裂性得到改善。

聚氨酯/环氧树脂互穿网络硬泡循环压缩

制备了聚氨酯(PU)/环氧树脂(ER)互穿聚合物网络硬泡,研究了互穿聚合物网络(IPN)硬泡的化学结构及微观结构形态.傅里叶红外光谱(FTIR)分析表明,IPN硬泡的网络间存在接枝反应.扫描电子显微镜(SEM)分析发现,IPN硬泡泡孔结构形状都比较均一.循环压缩实验研究表明:随循环次数增加,应力下降,单次循环的能量损耗下降;随ER含量增加,IPN硬泡的压缩模量和强度提高,相同应变下应力增加,每次循环耗能增加;循环压缩的加卸载应力-应变曲线可用改进的Ogden模型表示;累积能量损耗可用Weibull方程表示.

聚氨酯/环氧树脂互穿网络硬泡的静态压缩行为

采用同步法合成了聚氨酯/环氧树脂互穿聚合物网络硬泡。为了研究聚氨酯/环氧树脂互穿网络聚合物（PU/ERIPN）硬泡对压缩载荷的响应及变形机理,对IPN硬泡进行了应变率在1.67×10-4s-1~1.67×10-2s-1范围内的静态压缩试验。研究表明,PU/ER IPN硬泡的压缩行为表现出明显的各向异性和应变率效应。平行发泡方向上的应力-应变曲线表现出三个变形阶段：即弹性阶段,＂平台＂阶段和＂硬化＂密实阶段,其平台阶段的显著特征是应变软化和局部变形。讨论了IPN硬泡的压缩力学本构关系。

聚氨酯/环氧树脂互穿网络硬泡静态压缩塑性变形模式

采用同步法合成聚氨酯/环氧树脂互穿网络硬泡,通过FTIR和SEM研究其化学结构及微观结构形态,为研究其压缩响应及变形模式,对其进行静态压缩试验。结果表明:IPN硬泡的压缩行为表现出各向异性。平行发泡方向的压缩应力-应变曲线表现出三个变形阶段,其中平台阶段的显著特征是应变软化和局部变形。垂直发泡方向的压缩曲线则单调增加,平台阶段没有产生应变软化,整个压缩过程中试样变形均匀分布。IPN硬泡的静态压缩存在明显的应变率效应,环氧树脂含量对压缩性能影响显著。描述IPN硬泡压缩局部变形理论模型,变形带厚度和变形带前沿传播速度的理论值与试验值吻合较好,采用该模型分析研究IPN硬泡的压缩变形机理。

聚氨酯/环氧树脂互穿网络半硬泡沫压缩行为研究

采用同步法合成聚氨酯/环氧树脂互穿聚合物网络(PU/ER IPN)半硬泡沫。对IPN半硬泡沫进行了应变率在1.67×10-4～1.67×10-2 s-1范围内的静态压缩实验。研究表明,泡沫在平行发泡方向和垂直发泡方向上压缩应力-应变曲线没有明显区别。平行方向上的压缩应力-应变曲线表现出3个变形阶段:弹性阶段,"平台"阶段和"硬化"密实阶段。应力-应变曲线单调增加,平台阶段没有产生应变软化,整个压缩过程中试样变形是均匀分布的。IPN半硬泡沫材料在静态实验中存在明显的应变率效应。讨论IPN半硬泡沫的压缩力学本构关系。