高分子材料与工程毕业论文(3)

～NCO + ～～～

2.3硬泡合成过程及样品的制备

本工作采用将多元醇、泡沫稳定剂、催化剂、水、阻燃剂等混合均匀 ,作为 A组分;

以多异氰酸酯作为 B组分。发泡时 ,调节 A料、B料及模具的温度 25～30℃,按配方称

取 A、B料 ,混合后搅拌 20 s,立即倒入模具使其自由发泡 ,同时依次测定上升时间、凝

胶时间、表干时间。泡沫在 50℃熟化 36 h后 ,测定相关性能。基本配方见下表：

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表2-1 聚氨酯泡沫配方

配 方 质量/份

聚醚455 100～40

聚醚2605 100～40

聚酯多元醇 3360 0～60

硅油AK8805 2

T-9 0.2

三乙醇胺 0.8

H2O 1～5

TCPP 0～40

异氰酸酯指数 0.9～1.4

2.4抗压强度

参照木材抗压强度实验标准，分别测定了侧面和端面受压两个部位的抗压强度[18]。

(1)实验仪器

木材万能力学实验机，精度l0N和100N

游标卡尺，精度0.lmm

(2)计算公式

抗压强度(用σ/Mpa表示)按下式计算:

σ = pmax /A

式中，Pmax为试件破坏时的最大载荷，N；

A为试件受压面面积，mm2。

2.5表观密度（GB/T 6343-1995）

(1)定义 单位体积的泡沫材料在规定温度和相对湿度时的质量。

(2)试样尺寸 100mm×100mm×50mm

(3)操作 在电子天平上准确称取试样的质量，精确到0.01g，用千分卡尺测量试样

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的尺寸，精确到±1%。

(4)计算

d = 1×106×m / V

式中 d —— 密度，Kg/m3；

m —— 试样质量，g；

V —— 试样体积，mm3；

2.6吸水率的测定

吸水率的测试步骤如下：

（1）首先称量去掉硬外壳的试样干重G0；

（2）将试样放入去离子水中，在室温下浸泡2h；

（3）取出试样，放在干毛巾上，擦去试样表面吸附的水分，称重G1；

吸水率用试样吸水前后的质量变化百分比表示

吸水率＝(G1- G0)/ G0×100％

式中，G0—干燥试样的质量（g），G1—水饱和后的试样的质量（g），

试样的体积密度、吸水率均按照泡沫玻璃绝热制品标准。（JC/T647-2005）执行。试

样的耐酸腐蚀性按照试样的实际使用环境条件，进行模拟测试。

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第三章 结果与讨论

3.1 配方影响因素

3.1.1多元醇的选择及用量对泡沫性能的影响

普通的聚醚多元醇采用全水发泡技术制备的阻燃聚氨酯硬质泡沫阻燃性较低，氧指数

仅为 17左右，而芳香族聚酯多元醇 PS—3152具有优异的耐水解性和热稳定性,可改善泡

沫的酥性和泡孔结构并提高泡沫的性能。因此本实验采用两种多元醇配合使用。

通过调整聚醚多元醇和聚酯多元醇的比例，考察聚酯多元醇用量对全水发泡PURF性

能的影响，结果见下。

表3-1 聚酯多元醇的用量对硬泡密度的影响

质量份 0 20 40 60

密度 /kg·m-3 52.1 53.2 53.8 53.5

由表 3-1可已看出随着聚酯多元醇用量的增大 ，泡沫密度的变化很小，可知聚酯多

元醇的用量对泡沫密度影响较小 。

表3-2 聚酯多元醇的用量对泡吸水率的影响

质量份 0 20 40 60

吸水率 /% 14.3 9.5 7.4 5.2

由表 3-2知，聚酯多元醇的用量对泡沫吸水率的影响较大，聚酯多元醇的用量的不

断增大吸水率明显下降，耐水性不断上升。

表3-3聚酯多元醇的用量对硬泡沫性状的影响

质量份 0 20 40 60

泡沫性状 脆 韧 韧 韧

粘结性 差 好 好 好

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由表 3-3知，聚酯多元醇的用量对泡沫密度的影响较小，泡沫与基材的粘结性得到

了改善。但随着聚酯多元醇用量的增加，压缩强度下降，可能是聚酯密度低 ,交联密度下

降 ,但吸水率降低，耐水解性变好。当聚酯多元醇的用量超过 40份时，尺寸稳定性较差。

因此，聚酯多元醇 PS-3152的用量控制在20～40份。

聚氨酯多元醇配比对硬泡抗压强度的影响 (图3-1)

由图 一 可以看出随着聚酯多元醇用量的增大泡沫的水平抗压强度和垂直抗压强度

先逐渐递增在聚酯多元醇用量达到20份时达到最高值然后逐渐下降，可知在0～40时硬

质泡沫的抗压强度最好。

综上可知，聚酯多元醇的用量对泡沫密度的影响较小，泡沫与基材的粘结性得到了改

善。但随着聚酯多元醇用量的增加，压缩强度下降，可能是聚酯密度低，交联密度下降，

但吸水率降低，耐水解性变好。当聚酯多元醇的用量超过 40份时，尺寸稳定性较差。因

此，聚酯多元醇 PS-3152的用量控制在20～40份。

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3.1.2异氰酸酯指数的确定

异氰酸酯指数(R值 )对制备聚氨酯泡沫性能是十分重要的参数，直接影响到泡沫的

密度、力学性能、粘接强度、尺寸稳定性等。在合成中，R比值一般为 0.9～1.4。当 R

=NCO/OH =1.0时，反应性官能团完全反应，形成具有一定交联密度的网状结构。但在实

际反应中，由于原料不纯和存在着各种副反应，常使异氰酸酯相对过量。本实验在水用量

为 3份、PS23152用量为 40份时，考察 R值对泡沫性能的影响，结果见表 3。

表3-4 R值对泡沫密度的影响

R值 0.8 0.9 1.1 1.2 1.3 1.4

密度 /kg·m-3 50.4 50.9 52.1 53.2 54.3 57.8

由表3-4可以看出，随着R值的增加，泡沫密度增大，并且比较明显。

表3-5 R值对泡沫尺寸稳定性的影响

R值 0.8 0.9 1.1 1.2 1.3 1.4

尺寸稳定性 % -14.8 -8.5 -1.8 -1.0 -0.8 -0.5

抗压强度(水平)/MPa 0.18 0.22 0.28 0.37 0.38 0.39

抗压强度(垂直)/MPa 0.09 0.16 0.21 0.26 0.28 0.30

通过表3-5，可以看出随着R值的增大泡沫的尺寸稳定性不断地提高，抗压强度也是

不断提高。当 R值低于1.1时，体系中的羟基没有完全反应 ,泡沫的交链密度不够 ,强

度下降 ,泡沫的尺寸稳定性较差，这是由于在全水发泡聚氨酯硬泡体系中 ,水作为化学发

泡剂与异氰酸酯反应生成脲键及异氰脲酸酯键，而消耗了部分异氰酸酯;当 R值在1.1～

1.3时 ,泡沫在 90℃下放置48 h,尺寸基本保持不变，因为芳香异氰 …… 此处隐藏：2022字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……