聚氨酯樹脂拉擠課件

武漢理工大學

材料學院復合材料系

王鈞改性聚氨酯樹脂在復合材料拉擠方面的應用

1909年美國籍化學家L.H.Backeland首先合成出有應用價值的酚醛樹脂1937年德國化學家OttoBayer發(fā)現異氰酸酯與含活潑氫的化合物的聚合反應，從而建立了聚氨酯化學的基礎1941年不飽和聚酯樹脂開始大規(guī)模應用40年代后期環(huán)氧樹脂開始工業(yè)應用一、熱固性樹脂的發(fā)展主要熱固性樹脂性能對比價格工藝性力學性能電學性能耐候性燃燒性耐熱性聚氨酯較高-高較好-好較好-很好好較好-很好一般-較好一般-好環(huán)氧較高較好-好較好-好較好-很好較好-好一般-較好一般-較好不飽和中-較高好-很好一般-好一般-好一般-好一般-較好一般-較好酚醛低-中一般一般-好一般-好一般-好好好二、聚氨酯樹脂2.1異氰酸酯的反應2.1.1異氰酸酯與羥基反應生成氨基甲酸酯2.1.2異氰酸酯與水反應生成脲和二氧化碳2.1.3異氰酸酯與胺反應生成取代脲2.1.4異氰酸酯與羧酸反應生成酰胺和二氧化碳2.1.5異氰酸酯與多元醇發(fā)生交聯(lián)反應2.1.6異氰酸酯與脲反應生成縮二脲，并發(fā)生交聯(lián)2.1.7異氰酸酯與氨基甲酸酯反應生成脲基甲酸酯，并發(fā)生交聯(lián)2.1.8異氰酸酯與酰胺反應生成酰基脲，并發(fā)生交聯(lián)2.2主要異氰酸酯品種TDIHDIMDIHMDINDI2.3主要聚合物多醇及多胺柔性剛性支化可以根據需要調節(jié)分子中的軟段和硬段可以根據需要控制分子間的交聯(lián)分子中硬段部分結晶2.4聚氨酯樹脂的分子結構及聚集態(tài)結構軟段硬段結晶區(qū)反應速度快耐候性耐化學腐蝕性粘接性高強度高斷裂延伸耐沖擊三、

改性聚氨酯樹脂基復合材料基本性能UP－PU環(huán)氧樹脂乙烯基酯樹脂彎曲強度（MPa）488311326彎曲模量（MPa）195081528718308

溫度（60℃）濕度（93％RH）1D1948499.9％16900100％1799298.3％4D1910497.9％1667298.2％1777197.1％6D1927298.9％1660497.8％1780597.3％14D1914698.1％1653797.4％1775997.0％21D1909997.9％1649697.4％1772296.8％28D19881102％1669998.4％1669991.2％溫度（60℃）濕度（93％RH）12hrs溫度（25℃）濕度（93％RH）12hrs1Cy19981102％14850100％1705193.1％4Cy19674101％1464998.6％1668391.1％6Cy19772101％1462198.5％1665691.0％14Cy19786101％1446794.6％1706493.2％21Cy19500100％1442694.4％1691292.4％28Cy19778101％1458995.4％1682991.9％聚氨酯改性不飽和樹脂耐濕熱性能UP－PU環(huán)氧樹脂乙烯基酯樹脂彎曲強度（MPa）488311326彎曲模量（MPa）195081528718308

80℃5％HCl1D1806892.6％15488*1580786.3％4D1756390.0％1014865.5％1518282.9％7D1749189.7％//1528983.5％14D1721788.3％//1515682.8％21D1721288.9％//1484481.1％28D1717488.0％//1486381.2％80℃10％NaOH1D1646084.4％21464*718839.3％4D1520277.9％1418066.1％//7D1264364.8％////聚氨酯改性不飽和樹脂耐化學性能UP－PU環(huán)氧樹脂乙烯基酯樹脂彎曲強度（MPa）488311326彎曲模量（MPa）19508152871830825℃5％HCl1D1856895.2％23342*1615988.3％15D1786691.6％1534565.7％1541384.2％30D1778391.2％//1513282.7％25℃10％NaOH1D1902097.5％24571*1783898.9％15D1842194.1％1745471.0％1664995.2%30D1802192.4％1751071.3%1591994.0％聚氨酯改性不飽和樹脂耐化學性能測試性能UP－PU國外產品*強度（MPa）離散性(%)模量（GPa）離散性(%)強度（MPa）模量（GPa）0＃120623.9656.20.52139854.51＃102235.643.21.72//2＃92450.236.81.1682022.1聚氨酯改性不飽和樹脂0°彎曲性能0＃試樣為純單向纖維1＃試樣為純單向纖維上下表面各加一層氈2＃試樣為純單向纖維上下表面各加二層氈測試性能UP－PU國外產品*強度（MPa）離散性(%)模量（GPa）離散性(%)強度（MPa）模量（GPa）0＃44.61.7515.00.7888.212.41＃161.234.216.80.53//2＃220.129.818.40.9928912.4聚氨酯改性不飽和樹脂90°彎曲性能原輔材料設計結構工藝設備測試技術復合材料及制品4.1

聚合物基復合材料的構成及相互關系四、改性聚氨酯樹脂在拉擠中的應用

產品是目的材料是基礎設計是關鍵工藝是手段測試是保障各要素之間關系相互聯(lián)系相互制約共同作用復合材料既是材料，又是結構，最終是制品

各要素間的系統(tǒng)匹配是決定復合材料制品優(yōu)劣的關鍵。4.2聚氨酯樹脂拉擠制品應用實例4.2.1薄壁拉擠制品（移動基站天線罩南京華格）抗壓試驗4.2.2220kV全復合材料接點桁架塔

復合材料桁架塔優(yōu)點：可以利用復合材料的絕緣性，縮小塔體結構、縮短橫擔長度，減少輸電走廊土地面積，同時可以減輕塔重。塔體結構、接點間連接是成敗的關鍵。（1）整體結構與連接設計

拉擠復合材料型材（單組份聚氨酯樹脂）

預制成型的整體框架不同形狀的復合材料連接夾板金屬螺絲鎖緊拉擠型材（2）連接結構（3）結構強度測試

該產品已在遼寧丹東220KV高電壓等級輸電線路掛線運行，重量比同尺寸鋼結構塔減輕30%、橫擔長度可縮短60%。4.2.2500kV全復合材料接點桁架塔

目前國內唯一通過電氣、力學性能測試全復合材料結構的500kV格構塔塔頭。

復合材料的可設計性為復合材料制