改性水性聚氨酯乳液上浆剂的制备及在碳纤维上的应用研究的任务书.docx

改性水性聚氨酯乳液上浆剂的制备及在碳纤维上的应用研究的任务书
任务书
一、研究背景及意义
随着科技的不断发展和进步，现代材料科学和应用技术得到了飞速的发展和提高。作为一种新型的复合材料，碳纤维被广泛应用于各个领域，如航空、汽车、建筑、体育等领域。碳纤维具有密度低、强度高、刚度优良、耐腐蚀、耐高温、导电性好等优良的物理、化学性质，成为替代传统材料的理想选择。
然而，碳纤维材料的应用还受到以下因素的限制：1）碳纤维表面不易与树脂结合，使得强度无法充分发挥；2）树脂材料自身固化时会产生热，容易熔化碳纤维，导致性能下降。
因此，为了解决以上问题及提高碳纤维复合材料的性能，研究新的树脂材料及其上浆剂，成为了当今材料领域的研究热点与难点。其中，水性聚氨酯乳液是一种环保且无机溶剂的树脂材料，其具有良好的加工性能、介电性能和热稳定性，在水中使用时并没有气味和有毒化学物质的释放，因此已成为替代传统树脂的选择。
二、研究目的
本项目的研究目的是制备一种改性水性聚氨酯乳液上浆剂，并应用于碳纤维复合材料的制备中，提高其性能，解决目前碳纤维复合材料存在的问题。
三、研究内容
1、改性水性聚氨酯乳液上浆剂的制备。选用高分子量聚醚二元醇和双异氰酸酯等作为原料，通过化学反应合成改性水性聚氨酯乳液上浆剂。优化反应条件，得到优质的上浆剂。
2、上浆剂的性能测试。对上述制备的上浆剂进行粘度、干燥时间、硬度、环保性等性能测试，确保上浆剂满足实际应用要求。
3、碳纤维材料制备。使用改性水性聚氨酯乳液上浆剂将碳纤维进行表面涂覆和烘烤固化处理，制备出具有优异性能的碳纤维复合材料。
4、复合材料性能测试。对制备的碳纤维复合材料进行拉伸、弯曲、热稳定性、界面剪切强度等性能测试，评估其物理、力学和耐热性能，验证改性水性聚氨酯乳液上浆剂对碳纤维复合材料性能的改善效果。
四、研究方法和技术路线
1、改性水性聚氨酯乳液上浆剂的制备：
（1）选择高分子量聚醚二元醇和双异氰酸酯为原材料。
（2）通过化学反应合成改性水性聚氨酯乳液上浆剂。
（3）优化反应条件，得到优质上浆剂。
2、上浆剂的性能测试：
（1）对上述制备的上浆剂进行粘度、干燥时间、硬度、环保性等性能测试。
（2）综合分析测试结果，确保上浆剂满足实际应用要求。
3、碳纤维材料制备：
（1）将改性水性聚氨酯乳液上浆剂涂覆到碳纤维表面。
（2）通过烘烤固化处理，制备出具有优异性能的碳纤维复合材料。
4、复合材料性能测试：
（1）对制备的碳纤维复合材料进行拉伸、弯曲、热稳定性、界面剪切强度等性能测试。
（2）综合分析测试结果，评估复合材料的物理、力学和耐热性能。
五、预期成果
1、成功制备出改性水性聚氨酯乳液上浆剂。
2、分析并优化上浆剂的性能，确保其满足实际应用需要。
3、使用改性水性聚氨酯乳液上浆剂制备出具有优异性能的碳纤维复合材料。
4、对碳纤维复合材料进行实验性能测试，验证改性水性聚氨酯乳液上浆剂对其性能的改善效果。
5、在碳纤维制备领域中，提供一种新的、绿色环保的上浆剂方案。
六、参考文献
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4.SekhonK.K.,SachdevaM.Synthesisandevaluationofnovellowodorwaterbornepolyurethanecoatingformulations[J].ProgressinOrganicCoatings,2018,123(4):65-76.
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