【碩士】環(huán)氧樹(shù)脂基輕質(zhì)吸聲材料

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　　【碩士】環(huán)氧樹(shù)脂基輕質(zhì)吸聲材料　　授予學(xué)位：碩士　　學(xué)位授予單位：浙江大學(xué)　　學(xué)位年度：2007　　本論文以環(huán)氧樹(shù)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(xué)性能和吸聲性能的復(fù)合泡沫塑料。在基體樹(shù)脂方面，將高阻尼性能的聚氨酯(Pu)加入到環(huán)氧樹(shù)脂中，不但增韌了環(huán)氧樹(shù)脂基體，還使其阻尼性能得到改善；在空心微珠方面，進(jìn)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(jìn)研究，研究了VDC／AN／St共聚物引入環(huán)氧樹(shù)脂基體對(duì)材料聲學(xué)性能的影響；利用國(guó)產(chǎn)玻璃空心微珠和酚醛空心微珠填充(改性)環(huán)氧樹(shù)脂制備了具有吸聲性能的復(fù)合泡沫塑料，對(duì)材料的機(jī)械性能和聲學(xué)性能進(jìn)行了研究?！　? 比較了不同類型聚氨酯對(duì)環(huán)氧樹(shù)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(yīng)的聚氨酯預(yù)聚體，通過(guò)聚氨酯與環(huán)氧樹(shù)脂的預(yù)反應(yīng)和環(huán)氧樹(shù)脂的固化反應(yīng)，將聚氨酯引入了環(huán)氧樹(shù)脂固化物網(wǎng)絡(luò)。結(jié)果表明，各種聚氨酯的引入均起到了增強(qiáng)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(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度的提高，分子鏈較短的PPG-C型聚氨酯對(duì)韌性、拉伸和彎曲強(qiáng)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(jìn)一步提高材料的拉伸和彎曲強(qiáng)度。與利用IPDI制備聚氨酯預(yù)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(dá)到對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂增韌增強(qiáng)的改性目的，但效果稍差。通過(guò)加大交聯(lián)劑二乙烯基苯(DVB)的用量與共聚單體中VDC的含量進(jìn)行了vDC，Awst共聚物空心微珠性能改進(jìn)的研究。結(jié)果表明，交聯(lián)劑DVB的用量增大可以提高樹(shù)脂的凝膠含量；DVB用量在臨界用量O．4％以下時(shí)，低VDC含量的共聚樹(shù)脂發(fā)泡能夠得到致密泡孔結(jié)構(gòu)的多泡孔微珠，VDC含量升高，會(huì)導(dǎo)致泡孔密度減小，泡孔增大；DVB用量高于臨界用量時(shí)，樹(shù)脂發(fā)泡只能得到微弱發(fā)泡的單泡孔微珠；環(huán)氧樹(shù)脂中溶解5％的VDC／AN／St共聚樹(shù)脂后，就會(huì)引起環(huán)氧固化物彎曲強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度的極大降低。　　用兩種國(guó)產(chǎn)玻璃空心微珠填充環(huán)氧樹(shù)脂制備了復(fù)合泡沫塑料，對(duì)其機(jī)械性能進(jìn)行了研究。與國(guó)外公司玻璃空心微珠不同，國(guó)產(chǎn)玻璃空心微珠的填充導(dǎo)致了壓縮模量的降低；兩種國(guó)產(chǎn)玻璃空心微珠相比，利用B型微珠制備的復(fù)合泡沫塑料壓縮強(qiáng)度、壓縮模量、沖擊強(qiáng)度均優(yōu)于A型；B型玻璃空心微珠表面經(jīng)偶聯(lián)劑處理后，材料的壓縮強(qiáng)度、壓縮模量和沖擊強(qiáng)度得到較大提高；將聚氨酯引入環(huán)氧樹(shù)脂基體可以在不增加密度的同時(shí)，使材料的機(jī)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(fù)合泡沫塑料，此時(shí)材料的壓縮強(qiáng)度和壓縮模量較低?！　? 研究了PU／EP材料的動(dòng)態(tài)力學(xué)性能與復(fù)合泡沫塑料的聲學(xué)性能。對(duì)動(dòng)態(tài)力學(xué)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(shí)阻尼峰向低溫移動(dòng)；阻尼峰值溫度隨測(cè)試頻率的降低有向低溫移動(dòng)的趨勢(shì)；EP儲(chǔ)能模量～頻率主曲線上的阻尼區(qū)出現(xiàn)在極低的頻率上，PU的加入可以使其向高頻移動(dòng)；PU／EP材料在16--22kI-Iz的頻率范圍內(nèi)阻尼性能較差，聲衰減常數(shù)較低，聲速在2000---3500m／s的范圍內(nèi)隨頻率單調(diào)增大；1,4．BD／TMP引入基體可以使聲衰減常數(shù)稍有增加，相應(yīng)聲速略有降低；基體樹(shù)脂中溶解了vDC，AN／st共聚樹(shù)脂后，復(fù)合泡沫塑料的聲衰減常數(shù)基本不變，聲速有所降低；基體樹(shù)脂中vDC，AN／St共聚樹(shù)脂的引入有利于實(shí)現(xiàn)材料與水介質(zhì)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(fù)合泡沫塑料具有相近的聲衰減常數(shù)，略低于純環(huán)氧樹(shù)脂。采用酚醛空心微珠／A型國(guó)產(chǎn)玻璃空心微珠復(fù)合填充制備的復(fù)合泡沫塑料聲衰減常數(shù)得到成倍的提高；復(fù)合泡沫塑料的聲速較純環(huán)氧樹(shù)脂均有所提高；空心微珠的填充同樣有利于材料與水介質(zhì)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(fù)合泡沫塑料在0．2~3．5kI-Iz范圍內(nèi)吸聲系數(shù)在0．1-0．25的范圍內(nèi)波動(dòng)?！　?

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