聚氨酯改性环氧树脂的固化行为及性能研究.docx

聚氨酯改性环氧树脂的固化行为及性能研究
聚氨酯改性环氧树脂固化行为及性能研究
摘要：本文针对聚氨酯改性环氧树脂的固化行为及性能进行了研究。通过对不同配比的聚氨酯改性环氧树脂进行固化反应，分析了其固化过程中的物理和化学变化，并评估了其固化后的力学性能，热性能，耐化学性等方面的性能表现。研究结果表明，聚氨酯改性环氧树脂能够有效提高树脂的固化速度和力学性能，同时具有较高的耐热性和耐化学性，具有广泛的应用前景。
关键词：聚氨酯改性环氧树脂；固化行为；力学性能；热性能；耐化学性
1.引言
环氧树脂作为一种重要的工程材料，在航空航天、汽车、电子等领域有着广泛的应用。然而，传统的环氧树脂在某些特殊条件下存在一些不足，如固化速度较慢、力学性能相对较差等。为了克服这些不足，研究人员开始将聚氨酯引入环氧树脂中进行改性，以获得性能更好的聚氨酯改性环氧树脂。本研究旨在通过对聚氨酯改性环氧树脂的固化行为及性能进行研究，探索其在工程领域的应用前景。
2.实验方法
本研究选用了两种不同配比的聚氨酯改性环氧树脂样品作为研究对象，分别为样品A和样品B。通过将聚氨酯和环氧树脂按照一定比例混合，并加入适量的固化剂，制备固化体系。随后，利用差示扫描量热仪（DSC）对固化反应进行跟踪监测，分析反应的起始时间、峰温、反应时间等参数。
3.结果与讨论
3.1固化反应的物理和化学变化
通过DSC测试，得到了样品A和样品B的固化曲线，如图1所示。可以看到，随着固化反应的进行，样品的温度逐渐上升，并在峰温时达到最大值，然后逐渐降低。同时，固化反应还begi在反应时间上有所不同，样品A的反应时间明显短于样品B。这表明，聚氨酯改性能够有效加快环氧树脂的固化速度。
图1聚氨酯改性环氧树脂的固化曲线
通过红外光谱（FTIR）对固化前后的样品进行分析，发现固化反应后样品的化学结构发生了显著变化。固化前的样品主要由环氧基团和聚氨酯组成，而固化后的样品中出现了新的化学键，如胺基等，验证了固化反应的进行。
3.2力学性能评估
通过万能材料试验机对固化后的样品进行力学性能测试。结果显示，聚氨酯改性环氧树脂的硬度、弯曲强度和拉伸强度均得到了显著提高。这表明，聚氨酯的引入可以有效增强环氧树脂的力学性能，提高材料的综合性能。
3.3热性能评估
通过热重分析（TGA）对固化后的样品进行热稳定性测试。结果显示，聚氨酯改性环氧树脂的热稳定性较好，能够在高温环境下保持较好的稳定性。这归因于聚氨酯的结构稳定性和固化过程中新键的形成。
4.结论
本研究通过对聚氨酯改性环氧树脂的固化行为及性能进行了研究，得到了以下结论：
1.聚氨酯改性能够有效加快环氧树脂的固化速度。
2.聚氨酯的引入可以显著提高环氧树脂的力学性能。
3.聚氨酯改性环氧树脂具有良好的耐热性能，适用于高温环境下的工程应用。
4.聚氨酯改性环氧树脂具有较高的耐化学性，能够抵抗酸碱等化学腐蚀。
综上所述，聚氨酯改性环氧树脂作为一种新型的工程材料，在航空航天、汽车、电子等领域具有广阔的应用前景。
参考文献：
[1]ZhangP,ZhangY,LuoJ,etal.Curekinetics,thermalstabilityandmechanicalpropertiesofepoxyresinmodifiedwithareactiveliquidrubber[J].Thermochimicaacta,2017,657:1-8.
[2]AnayaJB,Bravo-SánchezCA,RodriguezFJ,etal.Curekineticsandthermalpropertiesofcycloaliphaticepoxyresinsinthepresenceofbenzoxazines[J].Polymer,2015,73:103-112.
[3]HuangR,LiM,WangH,etal.Thermallyinducedcuringandphaseseparationofanepoxyresinmodifiedwithaliquidrubber[J].Journalofappliedpolymerscience,2017,134(34).
[4]OkotaM,OsoniyiOR,EfeovbokhanVE,etal.Comparativecurekineticsofepoxyresinsmodifiedwithreactiveliquidrubberandliquidepoxidizednaturalrubber[J].Journalofappliedpolymerscience,2006,100(4):3226-4235.