微纖改性硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料的研究
時(shí)間:2005-09-21
周秋明 田春蓉 王建華 劉靜
(中國(guó)工程物理研究院化工材料研究所)
晶須是在人工控制條件下以單晶結(jié)構(gòu)形式生長(zhǎng)的尺寸細(xì)小 (直徑小于 3 μm)的高純度針狀纖維材料。與其它纖維狀增強(qiáng)材料相比,晶須具有兩個(gè)明顯特征。一、從外形上來(lái)說(shuō),晶須的幾何尺寸細(xì)小,長(zhǎng)徑比較大,而材料內(nèi)部出現(xiàn)結(jié)構(gòu)缺陷的幾率正比于其尺寸大小,由此不難推斷出,晶須是一種內(nèi)含缺陷較少、強(qiáng)度很高的材料,故用作填充材料時(shí),晶須不但能起增強(qiáng)作用,而且對(duì)基體材料的工藝性影響較小,從而實(shí)現(xiàn)微纖增強(qiáng),使所得制品各向同性、表面質(zhì)量高;二、從結(jié)構(gòu)上說(shuō),晶須是高純度的單晶體,原子排列高度有序,結(jié)晶完善,是一種高強(qiáng)度、高模量、耐熱、耐磨的高性能新型增強(qiáng)材料。將晶須加入到高分子材料中,不但能夠起增強(qiáng)作用,還能大大改善材料表面的光潔度。
為了制得高強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)材料,同時(shí),使制品表面質(zhì)量較好,便于產(chǎn)品表面的后續(xù)處理,晶須作為增強(qiáng)填料引入硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料中是一種理想的選擇。為此,我們選擇了經(jīng)KH550處理后的活性硅鈣鎂晶須作為增強(qiáng)硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料的增強(qiáng)填料。研究過(guò)程中,將硅鈣鎂晶須按(0~80)份(相對(duì)于每100質(zhì)量份的聚醚)的比例引入硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料基體中,研究了硅鈣鎂晶須用量對(duì)增強(qiáng)硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料的主要力學(xué)性能和材料表皮結(jié)構(gòu)的影響。
圖1結(jié)果表明,隨著硅鈣鎂晶須用量的增加,材料的壓縮性能逐漸提高。但是,當(dāng)晶須用量超過(guò)60份/100份聚醚時(shí),材料的壓縮性能開(kāi)始下降,這主要是由于隨著硅鈣鎂晶須用量的增加,物料粘度增大,物料的混合均勻性不好,材料表面和內(nèi)部均出現(xiàn)了大量的缺陷,致使材料的壓縮性能降低;圖2的結(jié)果表明,隨著硅鈣鎂晶須用量的增加,材料的沖擊強(qiáng)度有明顯的下降。

肉眼直接觀察制得的材料毛坯外觀,發(fā)現(xiàn):隨著硅鈣鎂晶須用量的增加,毛坯顏色越來(lái)越均勻,表皮越來(lái)越密實(shí),當(dāng)晶須用量為50份時(shí),材料毛坯外觀最好,當(dāng)晶須用量超過(guò)50份后,材料毛坯表皮就開(kāi)始出現(xiàn)不同程度的凹坑。我們對(duì)4種不同晶須用量的材料樣品表皮進(jìn)行了掃描電鏡分析,結(jié)果如下:

圖3(A-D)結(jié)果顯示,隨著晶須用量的增加,材料表皮的泡孔越來(lái)越小,即說(shuō)明材料表皮越來(lái)越致密。
Study on rigid polyurethane foam plastics
reformed with microfibre
Zhou Qiuming,Tian Chunrong, Wang Jianhua,Liu Jing
(Institute of Chemical Materials,China Academy of Engineering Physics, P.O. Box 919-311 Mianyang, 621900 China)
Abstract The effects of microfibre dosage on the main mechanical properties and the surface structure of the rigid polyurethane foams were studied. With the increasing of the microfibre dosage, the compression property increased, the impact property had an obvious drop, and the surface became compact. But the compression property began to decrease when the microfibre dosage was beyond 60phr/100phr polyol. The total properties would be best as the microfibre dosage was 50phr/100phr polyol.
Keywords polyurethane foam plastic,microfibre,compression property,impact property
論文來(lái)源:2004年全國(guó)高分子材料科學(xué)與工程研討會(huì)論文集