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双组分聚氨酯密封胶的制备及性能研究
| 论文题名： | 双组分聚氨酯密封胶的制备及性能研究 |
| 关键词： | 双组分聚氨酯密封胶;预聚法;力学性能;热稳定性;吸水率;高速铁路 |
| 摘要： | 近年来我国高速铁路发展迅速，其中板式无砟轨道占据我国高铁轨道很大比重，其中每两个轨道板之间的凸型挡台需要密封胶的嵌缝浇注。由于常用的硅酮密封胶和聚硫密封胶强度低、粘结性差、易变形，聚氨酯密封胶虽然强度高、粘结性能强，但耐高低温、耐湿热性能差，所以本文将研制一种耐高低温、耐湿热性能良好且力学强度优异、成本低的双组分聚氨酯密封胶。 本文选用由碳化二亚胺改性的耐水解性能优异的MDI-100LL作为硬段，柔性较好的聚醚多元醇 PTMEG作为软段，活性适中的小分子醇 BDO作为扩链剂，采用预聚法制备双组分聚氨酯密封胶。通过二正丁胺滴定NCO法，确定最佳合成工艺的反应温度是80℃，反应时间是2 h。确定合成工艺后，研究n(-NCO/-OH)值（R值）对聚氨酯密封胶力学性能、热稳定性及吸水率的影响，结果发现当R值为1.15时，聚氨酯密封胶的力学性能最好，粘度为5865 mPa.s、拉伸强度为18.97MPa、断裂伸长率为436.85％、粘结强度为7.96 MPa，吸水率为1.79%，热分解性比较稳定。基于最佳R值1.15，研究PTMEG不同分子量的复配对聚氨酯密封胶性能的影响，结果发现当 PMTEG2000/PTMEG1000为1:1时，聚氨酯密封胶的综合性能最好，拉伸强度为17.07 MPa、断裂伸长率为502.23%、粘结强度为8.53 MPa。 基于上面的基础试验，分别向体系中添加轻质 CaCO3和炭黑两种填料。首先添加20%、30%、40%、50%的CaCO3，结果发现当添加量为30%时，填料在聚氨酯体系中分散均匀、力学性能最好，拉伸强度为20.07 MPa、断裂伸长率为412.19%、粘结强度为9.43 MPa，吸水率为1.66%，600℃残余质量为13.18%，热分解性稳定。与填料 CaCO3对比，添加5%、10%、15%、20%的炭黑粒子，结果发现当添加量为10%时，填料在聚氨酯体系中分散均匀，力学性能最好，拉伸强度为21.76 MPa、断裂伸长率为411.32%、粘结强度为9.76 MPa，吸水率为1.99%，600℃残余质量为8.22%，热分解性稳定。 将上述三种配方中最优的试样纯PU、30% CaCO3/PU、10%炭黑/PU进行高低温和耐湿热老化试验。湿热老化和高低温前后对比，发现10%炭黑/PU材料的老化率最低，其次为30% CaCO3/PU、纯PU材料老化率最高。 |
| 作者： | 马洪涛 |
| 专业： | 材料学 |
| 导师： | 邓先宇 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工业大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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