浇注型聚氨酯基复合材料的组织性能研究

《浇注型聚氨酯基复合材料的组织性能研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、国内图书分类号：TB333密级：公开西南交通大学研究生学位论文浇注型聚氨酯基复合材料的组织性能研究年级2015级姓名李美洁学位级别工学硕士专业材料科学与工程指导老师朱德贵副教授二零一八年五月ClassifiedIndex:TB333SouthwestJiaotongUniversityMasterDegreeThesisStudyonStructureandPropertiesofCastPolyurethaneMatrixCompositesGrade:2015Candidate:MeijieLiAcademicDegreeAppliedfor:Master

2、ofEngineeringSpeciality:MaterialEngineeringSupervisor:DeiguiZhuMay,2018西南交通大学硕士研究生学位论文第I页摘要聚氨酯具有优异的耐磨性，但其抗压强度低，导热性能差，本文通过加入石墨、铜粉填充的方法，改善聚氨酯材料的压缩、耐热和摩擦磨损性能，以满足加压泵密封材料的性能要求。本文通过预聚体法制备了浇注型石墨、铜以及石墨与铜共同增强聚氨酯复合材料，并通过XRD、FTIR、SEM分析，力学性能、物理性能测试，系统研究了不同填料成份以及硫化时间对复合材料组织与性能的影响作用。分析了其影响机制。对于不同

3、硫化工艺(100°C×12~20h)下的C/Cu/PU复合材料的研究表明：硫化时间对C/Cu/PU复合材料的结晶度影响较大，硫化12小时聚氨酯的结晶度最大，随后硫化时间增加复合材料的结晶度下降，并趋于平缓。C/Cu/PU复合材料的拉伸强度、屈服强度、弹性模量随硫化时间增加呈下降的趋势；并且材料的塑性，如延伸率、永久变形量等在硫化12小时时达到最大。C/Cu/PU复合材料的综合力学性能在100°C×12h硫化后达到最佳。C/Cu/PU复合材料的导热系数在硫化12小时时导热性最好。所以硫化时间为12小时时，同时使各性能达到最优状态。对相同工艺制备的不同组份(纯聚氨

4、酯(PU)、石墨/聚氨酯(C/PU)、铜/聚氨酯(Cu/PU)、石墨/铜/聚氨酯(C/Cu/PU))材料的研究表明：1、复合材料组织均匀，石墨、铜颗粒填料分散均匀，未破坏基体聚氨酯的官能团，基体与填料之间并未发生反应生成新物质，但填料的加入影响了PU软段与硬段的结合的作用力。2、单独加入Cu、C的复合材料比纯PU导热系数提高将近1倍，而C/Cu/PU复合材料的导热系数提高近3倍，达到0.7593±0.023W/mk。除Cu/PU复合材料以外，C/PU、C/Cu/PU复合材料的硬度相比于纯PU都有一定程度的增加，其C/Cu/PU复合材料邵氏硬度最高为95.5±0

5、.79A。铜的加入，提高了PU的热稳定性。3、随着填料的加入拉伸强度呈下降趋势。四种材料的拉伸断裂机理都为韧性断裂。C/PU和C/Cu/PU复合材料的压缩刚度较纯PU有明显的提高，而Cu/PU的压缩刚度下降。4、在所研究的四种材料中，C/Cu/PU复合材料的摩擦系数最低为0.022。石墨的添加能降低PU的摩擦系数。PU材料的磨损机理为疲劳与黏着磨损；复合材料的磨损机理为黏着磨损与磨粒磨损。西南交通大学硕士研究生学位论文第II页关键词：复合材料；聚氨酯；铜粉；石墨；导热性能；抗压性能；耐磨性能西南交通大学硕士研究生学位论文第III页AbstractPolyure

6、thanehasexcellentwearresistance,butitscompressivestrengthislow,anditsthermalconductivityispoor.Inthispaper,byaddinggraphiteandcopperpowderfillingmethods,thecompression,heatresistanceandfrictionandwearpropertiesofpolyurethanematerialsareimprovedtomeettheperformancerequirementsofsealm

7、aterials.Inthispaper,cast-typegraphite,copper,andgraphiteandcopperwerejointlyusedtoreinforcepolyurethanecompositesbyaprepolymermethod.ThroughXRD,FTIR,andSEManalysis,mechanicalpropertiesandphysicalpropertiesweretested,andtheeffectofdifferentfillercompositionsandcuringtimesonmicrostru

8、ctureandperformacew