偶氮二异丁腈(AIBN)制备低密度UPR材料的研究任务书

 2021-10-12 10:10

1. 毕业设计(论文)的内容和要求

UPR材料的快速发展,究其原因主要是材料本身优于传统材料的轻质高强多功能;二是其可以自由设计、组合,形成各种性能的结构材料;三是其成型工艺的多样性,是任何一个材料不能比拟的;四是装备投资少,其材料的性价比在市场经济中占有明显优势,日益演绎成为轻质高强结构材料、建筑装饰材料、电子电工材料、化工防腐材料、大型船体和叶片材料、可改性阻燃材料和人造石材料等,在国民经济各领域中不仅发挥其与传统材料的性能优势,而且与各种新材料的性价比竞争中,通过设计组合,不断挖掘其自身优势。用UPR制备的玻璃钢制品,在航空、汽车制造、FGD(烟气脱硫)系统、风能领域等等具有很大的发展潜力。近年来,为了适应在更多领域的应用和节能环保的需要,UPR材料正朝着轻质高强化方向发展并不断受到重视。当前,UPR轻质化的方法有多种,主要采用轻质填料、化学发泡法以及机械发泡等,由于采用化学助剂法对成型条件简便、适于工业化生产并对工艺条件易于控制,是一种行之有效的方法。 本课题探究偶氮二异丁腈(AIBN)来制备低密度UPR材料并分析成型工艺的影响因素。具体表现为通过在UPR中引入AIBN作为发泡剂兼固化剂,研究外界温度对其半衰期的影响。考察不同用量的AIBN对低密度UPR材料的密度降低和压缩性能的影响,确定AIBN最佳分解温度和用量,制得高比强度的轻质UPR材料。目前关于不饱和聚酯树脂、AIBN或者固化剂方面的研究较多,但是关于AIBN作为UPR的固化剂的研究在所发表的论文中亦时常可见,因此,本论文拟从以下三个方面进行切入:1. 轻质材料的分类、选择;2. 固化剂的分类、选择;3. AIBN的相关研究进展以及作为固化剂或发泡剂的使用情况。在此三方面的基础上,将AIBN在UPR用的应用穿插其中。 通过在UPR中引入AIBN作为发泡剂兼固化剂,研究外界温度对其半衰期的影响。考察不同用量的AIBN对低密度UPR材料的密度降低和压缩强度的影响,确定AIBN在UPR体系中最佳成型温度及其用量,制得低密度UPR材料。具体内容与要求如下: 分别测得在60℃、70℃和80℃条件下AIBN的分解速率常数,通过作图和计算确定AIBN的分解速率常数kd与外界温度之间的关系。通过AIBN分解速率常数与外界温度之间的对应关系,确定AIBN的半衰期为0.5~2.0 h时所需温度范围。探讨和阐明作为发泡剂,工艺配方(如发泡剂的配比)和工艺条件(发泡温度、容器盖压力、保温时间等)对低密度UPR材料性能的影响,用上面所得温度区间和AIBN的用量作为二因素,确定低密度UPR材料在表观密度最小时AIBN的用量,和外界温度,并分析两者的交互作用对材料性能的影响。利用红外谱图IR分析AIBN是否有效参与固化,研究偶氮二异丁腈的用量对固化度的影响。 按照国标GB/T 6343-2009《泡沫塑料及橡胶表观密度的测定》进行密度的测定,参照GB/T 8813-2008/IOS 844:2004《硬质泡沫塑料压缩强度实验方法》采用WDW3100型微控电子万能试验机测定样品的压缩强度,最大测试力100 KN,精度0.5%,加载速度为4 mm/min,环境温度:(232) ℃,相对湿度(505)%。进行压缩强度的测定,采用扫描电子显微镜等现代分析手段对泡孔形态与压缩强度的关系进行讨论。作为兼用的固化剂,用量对固化速率和制品强度有很大影响,探讨最佳固化剂用量,并研究AIBN的用量对样品压缩性能、固化度的影响。制备出制备得到密度小于1.2 gcm-3,比强度大于密实体(22 MPa/ gcm-3)的UPR材料。

2. 参考文献

[1] 刘士权,李公产.发泡复合材料在建筑节能领域的应用[J].中国建筑科技,2012(3):4-7.

[2] 吴忠华,程开华,张振华.用于泡沫轻质混凝土中的泡沫剂的发展状况[J].江苏建筑,2011(3):71-75.

[3] Hermann Seibert.PMI Rigid Foam Plaststoffe,1999,4:30-32.

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