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【碩士】環(huán)氧樹脂基輕質吸聲材料

內容簡介

　　【碩士】環(huán)氧樹脂基輕質吸聲材料　　授予學位：碩士　　學位授予單位：浙江大學　　學位年度：2007　　本論文以環(huán)氧樹脂(EP)為基體，填充空心微珠，制備了可在水下使用、具有較高力學性能和吸聲性能的復合泡沫塑料。在基體樹脂方面，將高阻尼性能的聚氨酯(Pu)加入到環(huán)氧樹脂中，不但增韌了環(huán)氧樹脂基體，還使其阻尼性能得到改善；在空心微珠方面，進行了高阻隔性偏氯乙烯(vDC)／N烯腈(AN)／苯乙烯(St)共聚物空心微珠性能的改進研究，研究了VDC／AN／St共聚物引入環(huán)氧樹脂基體對材料聲學性能的影響；利用國產玻璃空心微珠和酚醛空心微珠填充(改性)環(huán)氧樹脂制備了具有吸聲性能的復合泡沫塑料，對材料的機械性能和聲學性能進行了研究?！　? 比較了不同類型聚氨酯對環(huán)氧樹脂的改性效果，包括基于不同聚二元醇和不同二異氰酸酯的聚氨酯。首先利用異佛爾酮二異氰酸酯(口DI)與PPG-A、PPG-C和HP-A三種聚二元醇分別制備了相應的聚氨酯預聚體，通過聚氨酯與環(huán)氧樹脂的預反應和環(huán)氧樹脂的固化反應，將聚氨酯引入了環(huán)氧樹脂固化物網絡。結果表明，各種聚氨酯的引入均起到了增強增韌的改性效果；分子量相同的PPG-A聚醚型聚氨酯增韌效果優(yōu)于HP-A聚酯型聚氨酯，而后者更有利于拉伸強度和彎曲強度的提高，分子鏈較短的PPG-C型聚氨酯對韌性、拉伸和彎曲強度的改善效果均優(yōu)于PPG-A；l，4．丁二醇(1,4-BD)／三羥甲基丙烷(TMP)的引入可以進一步提高材料的拉伸和彎曲強度。與利用IPDI制備聚氨酯預聚體相比，利用己二異氰酸酯(HDI)原位聚合的方式同樣可以達到對環(huán)氧樹脂增韌增強的改性目的，但效果稍差。通過加大交聯劑二乙烯基苯(DVB)的用量與共聚單體中VDC的含量進行了vDC，Awst共聚物空心微珠性能改進的研究。結果表明，交聯劑DVB的用量增大可以提高樹脂的凝膠含量；DVB用量在臨界用量O．4％以下時，低VDC含量的共聚樹脂發(fā)泡能夠得到致密泡孔結構的多泡孔微珠，VDC含量升高，會導致泡孔密度減小，泡孔增大；DVB用量高于臨界用量時，樹脂發(fā)泡只能得到微弱發(fā)泡的單泡孔微珠；環(huán)氧樹脂中溶解5％的VDC／AN／St共聚樹脂后，就會引起環(huán)氧固化物彎曲強度和沖擊強度的極大降低?！　? 用兩種國產玻璃空心微珠填充環(huán)氧樹脂制備了復合泡沫塑料，對其機械性能進行了研究。與國外公司玻璃空心微珠不同，國產玻璃空心微珠的填充導致了壓縮模量的降低；兩種國產玻璃空心微珠相比，利用B型微珠制備的復合泡沫塑料壓縮強度、壓縮模量、沖擊強度均優(yōu)于A型；B型玻璃空心微珠表面經偶聯劑處理后，材料的壓縮強度、壓縮模量和沖擊強度得到較大提高；將聚氨酯引入環(huán)氧樹脂基體可以在不增加密度的同時，使材料的機械性能得到一定程度的改善：加大玻璃空心微珠的填充量，可以制備密度在O．40-0．559／crn3水平的復合泡沫塑料，此時材料的壓縮強度和壓縮模量較低?！　? 研究了PU／EP材料的動態(tài)力學性能與復合泡沫塑料的聲學性能。對動態(tài)力學性能的研究表明，PU的引入可以使材料的阻尼溫域增寬，同時阻尼峰向低溫移動；阻尼峰值溫度隨測試頻率的降低有向低溫移動的趨勢；EP儲能模量～頻率主曲線上的阻尼區(qū)出現在極低的頻率上，PU的加入可以使其向高頻移動；PU／EP材料在16--22kI-Iz的頻率范圍內阻尼性能較差，聲衰減常數較低，聲速在2000---3500m／s的范圍內隨頻率單調增大；1,4．BD／TMP引入基體可以使聲衰減常數稍有增加，相應聲速略有降低；基體樹脂中溶解了vDC，AN／st共聚樹脂后，復合泡沫塑料的聲衰減常數基本不變，聲速有所降低；基體樹脂中vDC，AN／St共聚樹脂的引入有利于實現材料與水介質的阻抗匹配。等體積的A型與B型玻璃空心微珠填充制備的復合泡沫塑料具有相近的聲衰減常數，略低于純環(huán)氧樹脂。采用酚醛空心微珠／A型國產玻璃空心微珠復合填充制備的復合泡沫塑料聲衰減常數得到成倍的提高；復合泡沫塑料的聲速較純環(huán)氧樹脂均有所提高；空心微珠的填充同樣有利于材料與水介質的阻抗匹配；作為一種閉孔型的泡沫塑料，酚醛空心微珠填充制備的復合泡沫塑料在0．2~3．5kI-Iz范圍內吸聲系數在0．1-0．25的范圍內波動?！　?

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