高性能親水性聚氨酯注漿材料的制備及其性能研究.pdf

1、本文采用預聚體法，制備了高性能親水性聚氨酯注漿材料。論文主要內(nèi)容和研究結果主要有三個部分:
　　以二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)與共混聚醚為主要原料，合成了低毒性聚氨酯注漿材料。研究了聚醚官能度和分子量、催化劑種類和稀釋劑用量、R值(-NCO/-OH)對漿液性能的影響，并優(yōu)化了反應工藝。實驗結果表明，A33的催化效率高于三乙醇胺;隨著R值的增大，預聚體粘度逐漸減小，但密度逐漸增大;隨著R值增大，漿液凝膠時間逐漸縮短，包水性提高;預

2、聚體粘度和密度隨稀釋劑用量增大而降低。當-NCO含量一定時，隨著組合聚醚中低分子量組分的增大，預聚體包水性變好;分量量較低的親水聚醚含量增加，預聚體包水性增加，但粘度較大。
　　以甲苯二異氰酸酯(TDI)為單體，選取了兩種不同分子量的高親水性聚醚和其反應，得到端羥基聚氨酯預聚體，再與MDI進行反應，合成制備了凝膠時間可調(diào)控的高親水性聚氨酯注漿材料?？疾炝薘值、組合聚醚組成、稀釋劑用量、催化劑種類和緩凝劑種類及用量對漿液性能的影響，

3、并優(yōu)化了反應工藝。結果表明，隨著組合聚醚中低分子量組分含量的增加，漿液粘度降低，凝膠時間延長，發(fā)泡率與遇水膨脹率均升高;隨著預聚反應中TDI用量的增大，漿液的粘度降低，凝膠時間延長，但發(fā)泡率沒有明顯變化;隨著MDI用量的增大，漿液的粘度降低，凝膠時間縮短，發(fā)泡率和密度增大;隨著稀釋劑用量的增加，漿液密度上升，粘度下降，凝膠時間呈現(xiàn)先縮短，后延長的趨勢;當TDI和聚醚形成預聚體的R值(Rl)為1.6，反應體系總的R值(R2)為7，稀釋劑加

4、入量為30％時，得到的親水性聚氨酯注漿材料綜合性能最優(yōu):漿液密度為1.14g/mL，粘度為702mPa·s;漿液與水反應的凝膠時間30s，包水性為47s;形成固結體的發(fā)泡率978％，遇水膨脹率182％。
　　以MDI和TDI與高親水性聚醚多元醇為原料，合成了親水性聚氨酯預聚體漿液，并利用硅酸鈉為硅源和預聚體反應，原位制備了納米二氧化硅增強親水性聚氨酯注漿材料固結體。應用傅里葉全反射紅外光譜(FTIR-ATR)、X射線衍射(XRD)

5、、光學顯微鏡和透射電鏡(TEM)對固結體的結構與性能進行了測試與表征，探討了原位生成的納米二氧化硅對親水性聚氨酯注漿材料固結體性能的影響。結果表明，原位生成的納米二氧化硅均勻的分散在聚氨酯中，并與聚氨酯網(wǎng)絡以化學鍵方式結合;納米二氧化硅增強親水性聚氨酯注漿材料使得漿液的凝膠時間延長，發(fā)泡率降低，遇水膨脹率呈現(xiàn)先降低后升高的趨勢;隨著原位生成的納米二氧化硅含量的增加，固結體的壓縮強度呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢，并且可以在50％形變量時不破損。