本 科 毕 业 论 文题目玻纤粉/聚氨酯硬泡复合材料性能的研究作 者： 专 业： 高分子材料与工程 指导教师： 完成日期： 2010.05 原 创 性 声 明本人声明：所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已发表或撰写过的研究成果。参与同一工作的其他同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 签 名： 张欢 日 期： 本论文使用授权说明本人完全了解有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留论文及送交论文复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容。（保密的论文在解密后应遵守此规定）学生签名： 张欢 指导教师签名： 日期： 毕 业 论 文题目： 聚氨酯硬泡/玻纤粉复合材料的研究 姓 名： 指导教师： 专 业：高分子材料与工程2010年5月南通大学毕业论文摘 要本课题通过一步法制备了聚氨酯硬泡/玻纤粉复合材料，主要研究了玻璃纤维粉增强硬质聚氨酯泡沫塑料的成型方法、力学性能。研究表明，当物理发泡剂的用量为1份时，材料的密度最大，材料的综合力学性能最好；当玻纤粉添加量为10份时，材料的压缩强度最好，材料的的拉伸强度，弯曲强度均随玻纤粉添加量的增加而降低。对于相同密度，玻纤粉添加量相同的试样，玻纤粉粒径为较小时，材料的拉伸强度，压缩强度，弯曲强度较好；经硅烷偶联剂处理的玻纤粉的增强效果最佳。关键词：玻璃纤维粉，硬质聚氨酯泡沫，压缩强度，拉伸强度，弯曲强度ABSTRACTThe glass fiber powder reinforced the polyurethane foam plastics produced by one-stage process was researched in this paper. The molding method and mechanical property of glass fiber reinforced polyurethane foam were reviewed in the research. After exploring, when the amount of physical blowing agent is 1 percentage, the density of the materials is the largest, and the mechanical properties of material is excellent；When the glass powder addition level is 10, the compression strength of the material is superior, and the tensile strength, bending strength decreases with the glass powder added volume increases. For the same density, the same amount of glass powder added samples, when the glass powder particle size is smaller, the tensile strength, compression strength, bending strength is best; when the glass fiber powder is dealed with silane coupler, the tensile strength ,the compressive strength, the bending strength of the material is optimiun.Key words: glass fiber powder, polyurethane foam, tensile strength compressive strength ,bending strength2目 录摘要IABSTRACTII第一章 前言11.1 聚氨酯概况11.1.1聚氨酯简介及其应用11.2 聚氨酯的发展现状及趋势21.3硬质聚氨酯泡沫塑料31.3.1硬质聚氨酯泡沫塑料31.3.2聚氨酯泡沫塑料的制备31.3.3聚氨酯硬泡的应用41.4.1 玻璃纤维粉的界面处理41.4.2成型方法5第二章 实验部分62.1 实验仪器及药品62.2 基本化学反应及泡沫形成原理72.3泡沫合成过程及样品的制备82.4实验测试阶段所用到的计算方法与公式8第三章 结果与讨论103.1物理发泡剂用量的影响103.1.1物理发泡剂用量对材料密度的影响103.1.2物理发泡剂用量对材料密度的影响103.1.3物理发泡剂用量对材料拉伸强度的影响113.1.4物理发泡剂用量对材料压缩强度的影响113.1.2物理发泡剂用量对材料弯曲强度的影响123.2玻纤粉含量对材料性能的影响123.2.1玻纤粉含量对材料拉伸强度的影响123.2.2玻纤粉含量对材料压缩强度的影响133.2.3玻纤粉含量对材料弯曲强度的影响143.3玻纤粉粒径对材料性能的影响143.3.1玻纤粉粒径对材料拉伸强度的影响143.3.2玻纤粉粒径对材料压缩强度的影响153.3.3玻纤粉粒径对材料弯曲强度的影响153.4硅烷偶联剂处理的影响153.4.1硅烷偶联剂处理对材料拉伸强度的影响163.4.2硅烷偶联剂处理对材料压缩强度的影响163.4.3硅烷偶联剂处理对材料弯曲强度的影响17结论.18参考文献.19致谢.21第一章 前言1.1 聚氨酯概况1.1.1聚氨酯简介及其应用聚氨酯是聚氨基甲酸酯的简称。凡是在高分子主链上含有许多重复的(-NHCOO-)氨基甲酸酯基团的高分子化合物通称为聚氨酯。一般聚氨酯系由二元或多元有机异氰酸酯与多元醇化合物（聚醚多元醇或聚酯多元醇）相互作用而得。根据所用原料官能度数目的不同，可以制成线形结构或体形结构的高分子聚合物。由于聚合物的结构不同，性能也不一样。利用这样的性质，聚氨酯类聚合物可以分别制成塑料、橡胶、纤维、涂料、胶粘剂等。近二十年来，聚氨酯在这几个方面的应用都发展很快，特别是聚氨酯泡沫塑料、聚氨酯橡胶、聚氨酯涂料发展更加迅速。聚氨酯泡沫塑料具有优良的物理机械性能、电学性能和耐化学性能，尤其是硬质聚氨酯泡沫塑料的热导率特别低，是一种优质的绝热保温保冷材料。聚氨酯泡沫塑料的密度大小及软硬程度均可以随着原料及配方的不同而改变，加上成型施工方面，使其它塑料品种无法与其相比。聚氨酯泡沫塑料又分为软质聚氨酯泡沫塑料和硬质聚氨酯泡沫塑料。软质聚氨酯泡沫塑料，简称聚氨酯软泡，是一种具有一定弹性的柔软性聚氨酯泡沫塑料，它是聚氨酯制品中用量最大的一种聚氨酯产品。长期以来，聚氨酯软泡沫塑料的应用主要作为衬垫及绝热保温材料。现在的趋向是不断扩大应用领域，在农业上用于作物栽培，代替土壤，使农业生产工厂化，改造土壤，疏松土质，吸着肥料，提高肥料的利用率；在运输业上作为车辆的安全防震缓冲材料；在三废回收治理中，作为油类、农药的吸附材料，保护环境；在医药上作为包扎材料，代替石膏；以及一些国防尖端、航空宇宙飞行中的特殊材料。此外，可用作包装材料、过滤材料以及抗菌除臭泡沫等。为了建筑物的节能，建筑部已颁布节能措施，要求采用新型保温绝热材料，聚氨酯泡沫塑料夹层材料是推广应用的主要品种之一，因而将会进一步扩大聚氨酯泡沫材料的发展。聚氨酯软泡聚氨酯软泡多为开孔结构，具有密度低、弹性回复好、吸音、透气、保温等性能，主要用作家具垫材、床垫、交通工具座椅坐垫等垫材，工业和民用上也把软泡用作过滤材料、隔音材料、防震材料、装饰材料、包装材料及隔热材料等。按软硬程度，即耐负荷性能的不同，聚氨酯软泡可以分为普通软泡、超柔软泡、高承载软泡、高回弹软泡等，其中高回弹软泡、高承载软泡一般用于制造座垫、床垫。按生产工艺的不同，聚氨酯软泡又可分为块状软泡和模塑软泡，块状软泡是通过连续法工艺生产出大体积泡沫再切割成所需形状的泡沫制品，模塑软泡是通过间隙法工艺直接将原料混合后注入模具发泡成所需形状的泡沫制品。 聚氨酯软泡的主要用途包括以下几个方面：1.垫材：如座椅、沙发、床垫等，聚氨酯软泡是一种非常理想的垫材材料，垫材也是软泡用量最大的应用领域。2.吸音材料：开孔的聚氨酯软泡具有良好的吸声消震功能，可用作室内隔音材料。3.织物复合材料：玩具，等。1.2 聚氨酯的发展现状及趋势随着我国国民经济的增长，国内近几年聚氨酯业发展也经历了日新月异的变化，其规模也是举世瞩目的，尤其是汽车和电子业的飞速发展使聚氨酯应用领域也实现了更多元化的发展。近年来世界聚氨酯研究比较活跃，主要集中于原料的选择、工艺路线的优化及物性改善等方面。液晶聚氨酯是由刚性致介基因和柔性间隔基团连接而成，是一种在溶体状态下有液晶性能的聚氨酯弹性体。该材料具有良好的机械、热稳定、高弹性、高延伸性能及良好的加工性能。液晶聚氨酯弹性体的合成采取一步或二步聚会的方法加工成型，工艺多样，挤出、注射模塑、涂覆均可。作为一个年均增长率长期高于全球经济增长率的产业，聚氨酯工业迅猛发展的势头有赖于其技术的快速发展及应用领域的不断拓展。随着聚氨酯产品大众化趋势的加剧，开发新产品、拓展新用途对聚氨酯工业能否继续保持良好发展势头变得至关重要。在其他聚氨酯新技术的研发中，降低VOC和中间体游离TDI技术的研究、可降解回收的聚氨酯材料的研制、喷涂聚脲弹性体技术等也是业界关注的焦点，这些技术恰恰也是建立在保护环境、促进经济可持续发展的基础上。而拓展聚氨酯产品新用途和新的应用领域，则是各大公司重点研究方向。1.3硬质聚氨酯泡沫塑料1.3.1硬质聚氨酯泡沫塑料硬质聚氨酯泡沫塑料(RPUF)是聚氨酯材料体系中最重要的品种之一，它具有密度在大范围内可调，绝热隔音性能较佳，比模量和比强度高，有较好的化学稳定性等优点;同时合成硬质聚氨酯泡沫塑料的原料(主要指聚多元醇)结构多变，使其性能变化范围广泛，而且加工方式灵活，既可以自由发泡，又可以模塑成型，还可以现场喷涂.因此硬质聚氨酯泡沫塑料受到普遍重视而发展迅速。硬质聚氨酯泡沫塑料的用途主要分为两大类，即绝热材料和结构材料，前者的密度一般在0.1 g/cm3以下，主要用于工业或家用的隔热和制冷，后者的密度一般超过0.1 g/cm3，主要用于汽车工业和建筑结