聚氨酯树脂拉挤.ppt

改性聚氨酯树脂 在复合材料拉挤方面的应用 武汉理工大学 材料学院复合材料系 王 钧 一、热固性树脂的发展 ? 1909 年美国籍化学家 L.H. Backeland 首先合成 出有应用价值的 酚醛树脂 ? 1937 年德国化学家 Otto Bayer 发现 异氰酸酯 与 含活泼氢 的化合物的聚合反应，从而建立了 聚 氨酯 化学的基础 ? 1941 年 不饱和聚酯树脂 开始大规模应用 ? 40 年代后期 环氧树脂 开始工业应用 主要热固性树脂性能对比 价格 聚氨酯 环氧 不饱和 酚醛 较高 - 高 较高 中 - 较高 低 - 中 工艺性 较好 - 好 较好 - 好 好 - 很好 一般 力学性能 较好 - 很好 较好 - 好 一般 - 好 一般 - 好 电学性能 好 较好 - 很好 一般 - 好 一般 - 好 耐候性 较好 - 很好 较好 - 好 一般 - 好 一般 - 好 燃烧性 一般 - 较好 一般 - 较好 一般 - 较好 好 耐热性 一般 - 好 一般 - 较好 一般 - 较好 好 二、聚氨酯树脂 2.1 异氰酸酯的反应 2.1.1 异氰酸酯与羟基反应生成氨基甲酸酯 O N ＝ C ＝ O ＋ HO N H C O 2.1.2 异氰酸酯与水反应生成脲和二氧化碳 O O ＝ C ＝ N O N H C OH ＋ O ＝ C ＝ N N H N ＝ C ＝ O ＋ HOH N H C O C O OH O C N H O N H C N H ＋ CO 2 2.1.3 异氰酸酯与胺反应生成取代脲 O N H O ＝ C ＝ N N ＝ C ＝ O ＋ H 2 N R NH 2 N H C O C NH NH R 2.1.4 异氰酸酯与羧酸反应生成酰胺和二氧化碳 O C OH ＋ O ＝ C ＝ N O C O O C N H O C N H ＋ CO 2 2.1.5 异氰酸酯与多元醇发生交联反应 O OH N ＝ C ＝ O ＋ HO R OH O O N H C O R C N H O O C N H 2.1.6 异氰酸酯与脲反应生成缩二脲，并发生交联 O N ＝ C ＝ O ＋ N H C N H N O C N H C ＝ O N H 2.1.7 异氰酸酯与氨基甲酸酯反应生成脲基甲酸酯， 并发生交联 O N H C O ＋ O ＝ C ＝ N N O C O C ＝ O N H 2.1.8 异氰酸酯与酰胺反应生成酰基脲，并发生交联 O N H C ＋ O ＝ C ＝ N N O C C ＝ O N H 2.2 主要异氰酸酯品种 CH 3 NCO OCN CH 2 HDI 6 NCO NCO TDI OCN NCO CH 2 MDI NCO OCN NCO NDI CH 2 NCO HMDI 2.3 主要聚合物多醇及多胺 R H O CH 2 CH 2 CH 柔 性 H O CH 2 CH 2 OH n CH 2 OH n O HO R O C R O C O R OH Cl Cl CH 2 NH 2 H 2 N CH 2 NH 2 H 2 N 刚性 HO CH 2 CH 2 OH HO CH 2 CH CH 3 OH CH 2 OH OH OH CH 2 CH 3 CH 2 C CH 2 OH CH 2 OH OH 支化 CH CH 2 2.4 聚氨酯树脂的分子结构及聚集态结构 ? 可以根据需要 调节分子中的软段和硬段 ? 可以根据需要 控制分子间的交联 ? 分子中硬段 部分结晶 软段 硬段 结晶区 三、 改性聚氨酯树脂基复合材料基本性能 ? ? ? ? ? ? ? 反应速度快 耐候性 耐化学腐蚀性 粘接性 高强度 高断裂延伸 耐冲击 聚氨酯改性不饱和树脂耐湿热性能 UP － PU 环氧树脂 乙烯基酯树脂 弯曲强度 （ MPa ） 弯曲模量 （ MPa ） 1D 19484 488 19508 99.9 ％ 16900 311 15287 100 ％ 17992 326 18308 98.3 ％ 4D 温度 6D （ 60 ℃ ） 湿度 14D （ 93 ％ RH ） 21D 28D