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          樹脂-泡沫鋁復合材料制備及性能研究(十二)

          日期:24-11-22     時間:10:48 來源: 益榮金屬

          樹脂-泡沫鋁復合材料制備及性能研究(十二)

          2.4.5 掃描電子顯微鏡 (SEM)測試

          使用日立公司生產(chǎn)的SU8010型掃描電子顯微鏡在加速電壓10kV下對拉伸試樣斷面進行掃描。

          2.5 結(jié)果與討論

          2.5.1 PU-PUR流變性能分析

          通過聚合物的流變學分析可以得到聚合物的最佳凝膠溫度和時間,分析制備PU-PUR/AlFoam復合材料的窗口期,從而確定最佳工藝。低于最佳凝膠溫度可能導致反應程度低,反應不完全,從而影響制品的性能,導致高分子聚合物制品質(zhì)量低下。溫度過高會使聚合物結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞,分子鏈斷裂,導致制品強度降低。

          (1)M1樹脂流變結(jié)果分析

          在溫度約40℃時,聚氨酯的粘度開始陡然上升,這一溫度點便是轉(zhuǎn)變點。為了更進一步得到最佳固化溫度,圍繞這一轉(zhuǎn)變點設置5種溫度(30℃,35℃,40℃,45℃,50℃),在這5種溫度下進行粘度-時間曲線的測量。在不同反應溫度下,聚氨酯粘度-時間曲線的趨勢大致相同。在上升階段,聚氨酯各組分開始反應,粘度快速上升。在反應60 min后,曲線開始出現(xiàn)平緩趨勢,在反應120 min后,粘度-時間曲線逐漸變得平緩,此時反應接近完全,只剩少量組分繼續(xù)發(fā)生反應。從粘度-時間曲線上得到在溫度逐漸升高的情況下,聚氨酯粘度上升的速度越來越快,這是因為較高溫度促進了分子的熱運動,分子間碰撞速率加快導致反應速度的增加,使聚氨酯的粘度在急速上升。相對較高的溫度引發(fā)聚氨酯的二次擴鏈導致反應加速,分子鏈不斷延長,發(fā)生交聯(lián)固化,所以從聚氨酯粘度-時間曲線上可以發(fā)現(xiàn)50℃的聚氨酯固化速度最快,這是由于溫度的升高促進了聚合反應,使得50℃的聚氨酯固化速度最快。 從粘度時間曲線)上來看M1樹脂在50℃、4h 達到最大粘度,所以M1樹脂,也就是聚氨酯的最佳固化溫度和時間是50℃、4h。

          (2)M2樹脂流變結(jié)果分析

          在溫度約105℃時,M2共混樹脂粘度的上升速度開始明顯加大,這一溫度點便是轉(zhuǎn)變點。為了更進一步得到最佳固化溫度,圍繞這一轉(zhuǎn)變點設置5種溫度(95℃,100℃,105℃,110℃,115℃),在這5種溫度下進行粘度-時間曲線的測量。可以看出,M2樹脂在115 ℃的反應速度更快,所以這一溫度是M2 樹脂理想的固化溫度。而粘度-時間曲線上M2樹脂在115 ℃、0.5h達到最大粘度,所以M2 樹脂的最佳固化溫度和時間是115℃、0.5 h。

          (3)M3樹脂流變結(jié)果分析

          在溫度約100℃時,樹脂粘度的上升速度開始明顯加大,這一溫度點便是轉(zhuǎn)變點。為了更進一步得到最佳固化溫度,圍繞這一轉(zhuǎn)變點設置5種溫度(90℃,95℃,100℃,105℃,110℃),在這5種溫度下進行粘度-時間曲線的測量。從粘度-時間曲線上可以看出,M3共混樹脂的反應速度也很快,在反應20min后 ,M3共混樹脂的粘度基本接近最大值。從反應速度來看,在溫度為105℃時,M3共混樹脂的反應速度最快,在這一溫度下,樹脂成分反應更加完全。M3樹脂在105℃、0.5h 達到最大粘度,所以M3樹脂的最佳固化溫度和時間是105℃、0.5 h。

          (4)M4樹脂流變結(jié)果分析

          在溫度約105℃時,M4共混樹脂的粘度的上升速度開始明顯加大,這一溫度點便是轉(zhuǎn)變點。為了更進一步得到最佳固化溫度,圍繞這一轉(zhuǎn)變點設置5種溫度(95℃,100℃,105℃,110℃,115℃),在這5種溫度下進行粘度-時間曲線的測量。在粘度-時間曲線2-4(b)上可以看出在反應15min后,M4共混樹脂的粘度基本接近最大值。從粘度-時間曲線上可以看出,M4樹脂在115℃ 的時候粘度上升最快,所以這一溫度是M4樹脂理想的固化溫度。從粘度-時間曲線上來看,M4樹脂在115℃、0.5h 下達到最大粘度,所以M4樹脂的最佳固化溫度和時間是 115℃ 、0.5 h。

          (5)M5樹脂流變結(jié)果分析

          在溫度約95℃時,聚氨酯的粘度開始陡然上升,這一溫度點便是轉(zhuǎn)變點。為了更進一步得到最佳固化溫度,圍繞這一轉(zhuǎn)變點設置5種溫度(85℃,90℃,95℃,100℃,105℃),在這5種溫度下進行粘度-時間曲線的測量。聚脲的反應速度比聚氨酯更快,在5種溫度下20min后基本達到最大粘度。從粘度-時間曲線上看,100℃下,聚脲的固化速度最快并在1h 后達到最大粘度,所以聚脲的最佳固化溫度和時間是100℃、1 h。從共混樹脂的流變學結(jié)果分析得到最佳固化溫度和時間如表2-3所示。

          2-3 共混樹脂體系最佳固化溫度和時間

          名稱

          固化溫度/℃

          固化時間/h

          M1

          50

          4

          M2

          115

          0.5

          M3

          105

          0.5

          M4

          115

          0.5

          M5

          100

          1


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