1、浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文高性能硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料的制備及其阻燃性能的研究姓名:唐希玲申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別:碩士專業(yè):化學(xué)工程指導(dǎo)教師:許忠斌20070515 圈1.1硬質(zhì)聚氨酪泡沫塑料的泡孔結(jié)構(gòu)Figu聆1.1Cell structure ofrigid Polyurethane foams1.1.3硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料的特點(diǎn)近十幾年來,硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料的產(chǎn)量年增長(zhǎng)速度十分驚人,其中2005年和2006年的平均年增長(zhǎng)率達(dá)到了16%。這不僅因?yàn)榫郯滨ヅ菽哂辛己玫木W(wǎng)狀交聯(lián)結(jié)構(gòu),還由于它具有許多引人注目的特點(diǎn)所決定的。(1硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料具有重量輕、比強(qiáng)度高,尺寸穩(wěn)定性好的優(yōu)點(diǎn)。硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料的機(jī)械強(qiáng)度

2、好,在低溫環(huán)境下,其強(qiáng)度不僅不會(huì)下降,而且還有所提高,它們?cè)诘蜏叵碌某叽绶€(wěn)定性好、不收縮。在溫度為.20的條件下存放24小時(shí),硬質(zhì)聚氨酯泡沫體的線性變化率小于1%。(2硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料的絕熱性能優(yōu)越。硬質(zhì)聚氨酯泡沫體的閉孔結(jié)構(gòu)含量大于90%,封存在泡孔內(nèi)的氣體具有極低的熱傳導(dǎo)系數(shù),因此,用硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料制備的絕熱型材,即使在很薄的情況下,也能獲得很好的絕熱效果,是目前建筑材料中絕熱性能最好的品種。(3粘合力強(qiáng)。硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料對(duì)鋼、鋁、不銹鋼等金屬,對(duì)木材、混凝土、石棉、瀝青、紙以及除聚乙烯、聚丙烯和聚四氟乙烯等以外的大多數(shù)塑料材料,都具有良好的粘接強(qiáng)度,適宜制備包覆各種面材的絕熱型材

3、及電氣設(shè)備絕熱層的灌封,能滿足工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)的需要。 圈2.2光學(xué)顯微鏡下硬質(zhì)聚氨酯泡沫,有機(jī)蒙脫土復(fù)合材料的泡孔結(jié)構(gòu)Figure2.2Polarized optical microscope images ofpristine PU foams and rigid PU 圖2.6硬質(zhì)聚氨酯泡沫/有機(jī)蒙脫土復(fù)合材料的透射電鏡照片F(xiàn)igure2.6TENimages ofPU/clay1and rigid PU foams/clay2nanoeomposites 圖2.7硬質(zhì)聚氨酯泡沫/有機(jī)蒙脫土復(fù)合材科的透射電鏡照片TEM images ofPU/clay4and rigid PU foam

4、曼,clay8nanocomposites Figure2.72.2.6硬質(zhì)聚氨酯泡沫,有機(jī)蒙脫土復(fù)合材料的力學(xué)性能圖2.8是硬質(zhì)聚氨酯泡沫/有機(jī)蒙脫土復(fù)合材料壓縮性能和拉伸性能測(cè)試的結(jié)果。結(jié)果表明,有機(jī)蒙脫土的含量對(duì)復(fù)合材料的壓縮性能和拉伸性能具有顯著的影響。加入少量的有機(jī)蒙脫土,復(fù)合材料的壓縮強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度較硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料都有很大的提高。在圖2.8中,當(dāng)有機(jī)蒙脫土的含量為2份時(shí),復(fù)合材料的壓縮強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度達(dá)到最大值,比純硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料(壓縮強(qiáng)度0.56MPa,拉伸強(qiáng)度0.86MPa分別提高了152%和l10%。 圖3.2原始蒙脫士與硬質(zhì)聚氨酯泡沫/有機(jī)蒙脫土復(fù)合材科的透射電鏡照片

5、(TEM Figure3.2TEM images ofNa+-MMT and rigid PU foams/organoclay composites蒙脫土的分析曲線表明蒙脫土在Pu/oD眥.MMT和PU/ODPA.MMT復(fù)合材料中的分散情況是插層結(jié)構(gòu),而在PU/DDA.MMT復(fù)合材料中則出現(xiàn)了部分的剝離,這可以通過后述的TEM照片(圖3.2得到證明。圖3.2a是原始蒙脫土在透射電鏡下的照片。通過比較圖3.2可以看出,圖3.2b中ODTMA-MMT在Pu/oDl訛.MMT復(fù)合材料中是插層結(jié)構(gòu),圖3.2c表明PU/ODPA.MMT復(fù)合材料中的ODPA.MMT的層間距離要比ODTMA.MMT 的大

6、,即插層效果更好。圖3.2d PU/DDAMMT復(fù)合材料中的DDA-MMT則出現(xiàn)了部分剝離的情況。這三種有機(jī)蒙脫土在復(fù)合材料中出現(xiàn)不同的分散情況,歸因于有機(jī)蒙脫土與硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料之間的相互作用程度不同,即聚氨酯基體分子鏈進(jìn)入蒙脫土 圖3.4光學(xué)顯微鏡下硬質(zhì)聚氨酯泡沫,有機(jī)蒙脫土復(fù)合材料的泡孔結(jié)構(gòu)Figure3.4PolarizingmicroscopeimagesofpristinePUfoamsandrig硒PUfoams/organoday nanocomposites由圖3.4可以看出,硬質(zhì)聚氨酯泡沫侑機(jī)蒙脫土復(fù)合材料的泡孔尺寸比純硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料的泡孔尺寸要小,硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料及其三種復(fù)合材料的具體泡孔尺寸大小順序?yàn)?pristine PU foams>PU foams/ODTMAMMT>PU foams/ODPAMMT>PU foams/DDA-MMT。這說明加入2份有機(jī)蒙脫土,復(fù)合材料的泡孔尺寸減小了,其中PU foams/DDA-MMT復(fù)合材料的泡孔尺寸最小。在圖3.5中,PU foams/DDA-MMT 復(fù)