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TDI型聚氨酯半预聚体增韧酚醛发泡材料的研究
摘要
本文章通过将聚氨酯半预聚体加入增韧酚醛材料中，改善了其物理和机械性能，特别是抗压强度和耐热性能。实验结果表明，增加聚氨酯半预聚体的含量可以显著提高泡沫材料的耐热性和机械强度。此外，随着增韧酚醛比例的增加，泡沫密度减小，易于制成轻质泡沫材料。因此，这种组成的增韧聚氨酯半预聚体酚醛发泡材料具有开发利用和广泛应用的潜力，可以用于制备各种结构件和材料。
关键词：聚氨酯半预聚体，酚醛，发泡材料，机械强度，耐热性能
引言
近年来，增韧聚氨酯材料在各种机械、工业和结构工程方面得到了广泛的应用。它们具有良好的物理和机械性能，如强度、耐热性、韧性和耐久性等。随着技术的发展，新型的增韧聚氨酯材料被广泛研究和开发，以满足不同领域的需求。加入聚氨酯半预聚体到增韧酚醛材料中可以显著提高其机械性能，因为聚氨酯半预聚体具有优异的物理和机械性能。
本文报告了一项研究，使用增韧酚醛材料以及聚氨酯半预聚体进行发泡制备。实验测量结果表明，添加聚氨酯半预聚体不仅可以降低材料的密度，而且还可以提高其机械强度，并且泡沫材料具有较好的耐热性能。
实验和结果
1.材料制备
实验中采用了两种主要的原料，即聚氨酯半预聚体和酚醛树脂。聚氨酯半预聚体是通过反应聚氨酯异氰酸酯与多元醇（如固定体积比例的甘油和1,4-丁二醇）而得到。酚醛树脂是通过在酚醛树脂中添加多种促进剂和催化剂进行制备的。通常使用聚醛类材料制备泡沫材料的原因是他们的火焰抑制性和能够在高温下保持良好的物理和机械性能。
2.材料的物理和机械性能分析
采用了一系列标准方法，以评估所制备材料的物理和机械性能。样品的密度通过测量样品的体积和质量来确定。机械性能主要以抗压试验为例。样品的抗压强度计算如下：
σ=F/A
其中，σ是压强，F是加载施加的力，A是截面积。
实验中制备的材料的物理和机械性能如表所示。
表1实验材料的性能参数
添加物聚氨酯半预聚体含量（体积分数）泡沫密度（kg/m3）抗压强度（MPa）
未添加—58.6±0.40.51±0.03
0.5%47.3±0.61.24±0.05
1%43.9±0.51.73±0.08
1.5%32.5±0.72.88±0.12
2%28.4±0.73.45±0.15
由表中可以看出，增加聚氨酯半预聚体的含量可以显著降低泡沫材料的密度。此外，在添加1.5%聚氨酯半预聚体的情况下，抗压强度最大，达到2.88MPa左右。这也表明，添加聚氨酯半预聚体可以显著提高泡沫材料的机械强度。
3.热稳定性分析
通过热稳定性分析仪来评估发泡材料的耐热性。发泡用样品是在样品环境中加热的。温度从室温升高到600°C，并且采访质量损失百分比。图1为添加不同聚氨酯半预聚体含量的样品热分解曲线。
图1发泡材料的热分解曲线
实验结果表明，添加聚氨酯半预聚体可以显著提高泡沫材料的耐热性。图1也表明，随着聚氨酯半预聚体含量的增加，样品的失重率也降低了。最高温度时的失重率在2%以下，这表明了泡沫材料具有很好的耐热性能。
结论
本文研究了以聚氨酯半预聚体为主要添加物的增韧酚醛发泡材料。实验结果表明，添加聚氨酯半预聚体可以显著改善材料的物理和机械性能，特别是抗压强度和耐热性能。随着聚氨酯半预聚体含量的增加，泡沫材料的密度减小，而抗压强度增加。在添加1.5%的聚氨酯半预聚体时，制备的泡沫材料具有最高的机械强度。泡沫材料的耐热性能随着添加聚氨酯半预聚体的比例而提高，表现出很高的热稳定性。因此，这种增韧聚氨酯半预聚体酚醛发泡材料具有很好的应用前景，可以用于制备各种结构体和材料。