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硬质聚氨酯泡沫阻尼材料的结构与性能研究
作 者: 顾远
导 师: 罗世凯;周秋明
学 校: 中国工程物理研究院
专 业: 武器系统与运用工程
关键词: 硬质聚氨酯泡沫塑料 阻尼性能 扩链剂 聚醚 玻璃微珠 孔径
分类号: TQ323.8
类 型: 硕士论文
年 份: 2010年
下 载: 229次
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内容摘要
振动和噪声不仅危害人的听觉系统,还会加速机械结构的老化,影响设备及仪表的精度和使用寿命,阻尼减振技术是有效控制振动和噪声的方法。聚氨酯材料由于其软硬段比例可以调整而被广泛用作阻尼材料。硬质聚氨酯泡沫塑料是一种优良的绝热材料和结构材料,但对其阻尼性能的关注较少。本文采用模塑发泡工艺,通过改变配方和工艺条件设计并制备了不同类型的硬质聚氨酯泡沫塑料,进行了力学性能测试和动态力学性能测试,讨论了其结构与性能的之间的关系。研究了扩链剂用量及类型对材料性能的影响,结果表明:扩链剂用量适当时,材料的冲击性能和压缩性能得到提高,但是当其用量过高或过低时发生相分离行为而导致材料力学性能的下降;扩链剂用量的增加会导致材料玻璃化转变温度升高、背景内耗降低和储能模量的增大;扩链剂碳原子数量的增加和侧链基团的引入有利于提高材料的冲击性能,柔性基团的引入则恰好相反;同时,碳原子数量的增加有利于降低玻璃化转变温度,侧链基团和柔性基团的引入有利于提高材料的阻尼因子。研究了不同比例和类型的混合聚醚对材料性能的影响,结果表明:无论是官能度为2的聚乙二醇(PEG400)、聚四氢呋喃二醇(PTMG1000),还是官能度为3的聚醚330,都有利于提高材料背景内耗;PTMG1000和聚醚330还能拓宽材料阻尼温域,但得到的材料压缩性能有所下降;混合聚醚的加入对提高材料的冲击性能也有一定的帮助。玻璃微珠有利于提高材料的阻尼因子,背景内耗略有增加,但是玻璃微珠的加入会在一定程度上破坏泡孔结构,从而导致材料的力学性能下降;孔径的变化对材料玻璃化转变温度影响不大,但对阻尼温域和储能模量有较大的影响。
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全文目录
摘要 3-4 Abstract 4-9 第一章 绪论 9-22 1.1 高分子阻尼材料的概况 9-16 1.1.1 高分子阻尼材料的特点 9-10 1.1.2 高分子阻尼材料的设计 10-13 1.1.3 评价高分子材料阻尼性能的相关参数 13-16 1.2 聚氨酯基阻尼材料的研究现状 16-20 1.2.1 聚氨酯基阻尼材料的制备 16-18 1.2.2 聚氨酯阻尼材料合成中的机理研究 18-19 1.2.3 影响聚氨酯基阻尼性能的因素 19-20 1.3 本论文的研究内容 20-22 1.3.1 研究的目的及意义 20 1.3.2 研究的主要内容 20-22 第二章 RPUF阻尼材料的制备与表征 22-27 2.1 实验采用的主要原料及设备 22-23 2.1.1 主要原料 22 2.1.2 主要仪器设备 22-23 2.1.3 材料的测试与表征 23 2.2 RPUF基本化学反应原理及发泡过程 23-25 2.2.1 基本化学反应原理 23-24 2.2.2 RPUF的发泡过程 24-25 2.3 RPUF的技术参数及试样加工 25-27 2.3.1 RPUF的技术参数 25-26 2.3.2 试样的成型加工 26-27 第三章 不同扩链剂制备的RPUF性能研究 27-39 3.1 不同扩链剂用量RPUF的制备及性能研究 27-31 3.1.1 不同扩链剂比例RPUF的配方设计 27-28 3.1.2 不同扩链剂比例对RPUF材料力学性能的影响 28-29 3.1.3 不同扩链剂比例对RPUF材料动态力学性能的影响 29-31 3.2 不同扩链剂类型RPUF的制备及性能研究 31-38 3.2.1 不同扩链剂类型RPUF材料的配方设计 31-32 3.2.2 不同扩链剂类型对RPUF材料力学性能的影响 32-35 3.2.3 不同扩链剂类型对RPUF材料热力学性能的影响 35-38 3.3 本章小结 38-39 第四章 混合聚醚型RPUF的性能研究 39-53 4.1 303/PEG400-RPUF材料的配方设计及性能研究 39-44 4.1.1 303/PEG400-RPUF的配方设计 39 4.1.2 PEG400用量对RPUF材料冲击性能的影响 39-40 4.1.3 PEG400用量对RPUF材料压缩性能的影响 40-42 4.1.4 PEG400用量对RPUF材料热力学性能的影响 42-44 4.2 303/PTMG1000-RPUF材料的配方设计及性能研究 44-47 4.2.1 303/PTMG1000-RPUF材料的配方设计 44 4.2.2 PTMG1000用量对RPUF材料冲击性能的影响 44-45 4.2.3 PTMG1000用量对RPUF材料压缩性能的影响 45-46 4.2.4 PTMG1000用量对RPUF材料热力学性能的影响 46-47 4.3 303/330-RPUF材料的配方设计及性能研究 47-51 4.3.1 303/330-RPUF材料的配方设计 47-48 4.3.2 聚醚330用量对RPUF材料冲击性能的影响 48-49 4.3.3 聚醚330用量对RPUF材料压缩性能的影响 49 4.3.4 聚醚330用量对RPUF材料热力学性能的影响 49-51 4.4 不同混合聚醚RPUF之间的比较 51-52 4.5 本章小结 52-53 第五章 玻璃微珠对RPUF材料阻尼性能的影响 53-59 5.1 303/PTMG1000/玻璃微珠RPUF的配方设计 53 5.2 303/PTMG1000/玻璃微珠RPUF的微观结构 53-54 5.3 303/PTMG1000/玻璃微珠RPUF的力学性能研究 54-58 5.3.1 玻璃微珠对RPUF材料冲击性能的影响 54-55 5.3.2 玻璃微珠对RPUF材料压缩性能的影响 55 5.3.3 玻璃微珠对RPUF材料热力学性能的影响 55-58 5.4 本章小结 58-59 第六章 泡孔结构对RPUF材料阻尼性能的影响 59-67 6.1 RPUF材料的泡孔结构与表征 59-61 6.1.1 RPUF材料的泡孔结构 59-60 6.1.2 RPUF泡孔直径及其表征 60-61 6.2 泡孔结构对RPUF材料阻尼性能的影响 61-66 6.2.1 不同泡孔直径RPUF的配方设计 61-62 6.2.2 RPUF的SEM图及孔径统计 62-64 6.2.3 不同泡孔直径对RPUF热力学性能的影响 64-66 6.3 本章小结 66-67 第七章 结论 67-70 7.1 结论 67-68 7.2 本课题的创新点 68-70 致谢 70-71 参考文献 71-74 A.1 攻读学位期间参加的学术活动和发表的学术论文 74
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中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 合成树脂与塑料工业 > 缩聚类树脂及塑料 > 聚氨酯类(聚氨基甲酸酯类)及塑料
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