何小通:二氧化硅/聚氨酯杂化硬质泡沫材料及其增强绝热机理的研究论文

何小通:二氧化硅/聚氨酯杂化硬质泡沫材料及其增强绝热机理的研究论文

本文主要研究内容

作者何小通(2019)在《二氧化硅/聚氨酯杂化硬质泡沫材料及其增强绝热机理的研究》一文中研究指出:水是最理想的环保型聚氨酯(PU)发泡剂,但水发泡PU硬泡具有压缩强度低、导热系数高、耐热老化性差(导热系数随温度的升高而明显增大)等不足。引入无机粒子制备有机无机杂化PU硬泡是克服上述缺陷的有效方法。本文通过溶胶—凝胶法和原位缩合法制备了水发泡有机无机杂化PU硬泡,并且通过实验研究和数学模拟计算相结合的方式,探究了两种方法在水发泡体系中影响PU硬泡压缩强度和导热系数的机理。首先,应用自制界面剂控制硅溶胶粒径,得到了一种以聚醚多元醇为分散介质的聚醚基硅溶胶,并制备了高强度二氧化硅(SiO2)/PU杂化硬泡。通过粒径和红外测试,研究了界面剂稳定硅溶胶的机理。通过发泡反应特性测试、电子显微镜观察泡孔结构和PU硬泡的压缩强度测试,考察了溶胶—凝胶生成的SiO2对PU泡孔结构的影响,并结合数学模拟计算结果,探讨SiO2对PU硬泡的增强机理。通过导热系数测试,研究了SiO2和温度对PU硬泡导热系数的影响,并结合两种数学模型模拟计算的结果,以及高低温度下闭孔率测试、吸水率测试,尺寸稳定性测试的结果,探讨了SiO2影响PU硬泡热老化性能的机理。结果表明,界面剂是通过氢键作用来抑制硅溶胶缩合,溶胶—凝胶生成的SiO2并未增强PU基质,而是通过调整泡孔结构来提高泡沫压缩强度,当硅溶胶含量(以理论生成SiO2在聚醚多元醇中的质量分数计)为8wt%时,压缩强度提高了约50%。在较高温度下,闭孔泡沫间存在对流传质从而大幅降低水发泡PU泡沫热老化性能,SiO2是通过抑制CO2在PU基质中的透过率和提高闭孔率来提高泡沫的热老化性能和降低导热系数。当SiO2含量为8wt%时,闭孔率最高、导热系数最低、热老化性能最好。在此基础上,制备了一种可以缩合交联的泡沫稳定剂(CFS),以此泡沫稳定剂与市售泡沫稳定剂联合使用,通过原位生成的方式制备粒径更小,粒子堆砌更加致密的SiO2/PU杂化PU泡沫材料,研究了更小的粒径以及更加紧密的堆砌是否更有利于泡沫压缩强度、热老化性能和阻燃性能的提升,并探讨了对应的机理。结果表明,原位生成的SiO2粒子影响泡沫压缩强度和热老化性能的机理与溶胶—凝胶体系相同,但是更小的粒径以及更加紧密的堆砌能够更加高效的提升泡沫压缩强度、热老化性能和阻燃性能。较未改性的泡沫相比,当SiO2为3wt%时,压缩强度最高提升约50%、导热系数最低、热老化性能最好。SiO2含量为6wt%时,泡沫阻燃性能显著提高。

Abstract

shui shi zui li xiang de huan bao xing ju an zhi (PU)fa pao ji ,dan shui fa pao PUying pao ju you ya su jiang du di 、dao re ji shu gao 、nai re lao hua xing cha (dao re ji shu sui wen du de sheng gao er ming xian zeng da )deng bu zu 。yin ru mo ji li zi zhi bei you ji mo ji za hua PUying pao shi ke fu shang shu que xian de you xiao fang fa 。ben wen tong guo rong jiao —ning jiao fa he yuan wei su ge fa zhi bei le shui fa pao you ji mo ji za hua PUying pao ,bing ju tong guo shi yan yan jiu he shu xue mo ni ji suan xiang jie ge de fang shi ,tan jiu le liang chong fang fa zai shui fa pao ti ji zhong ying xiang PUying pao ya su jiang du he dao re ji shu de ji li 。shou xian ,ying yong zi zhi jie mian ji kong zhi gui rong jiao li jing ,de dao le yi chong yi ju mi duo yuan chun wei fen san jie zhi de ju mi ji gui rong jiao ,bing zhi bei le gao jiang du er yang hua gui (SiO2)/PUza hua ying pao 。tong guo li jing he gong wai ce shi ,yan jiu le jie mian ji wen ding gui rong jiao de ji li 。tong guo fa pao fan ying te xing ce shi 、dian zi xian wei jing guan cha pao kong jie gou he PUying pao de ya su jiang du ce shi ,kao cha le rong jiao —ning jiao sheng cheng de SiO2dui PUpao kong jie gou de ying xiang ,bing jie ge shu xue mo ni ji suan jie guo ,tan tao SiO2dui PUying pao de zeng jiang ji li 。tong guo dao re ji shu ce shi ,yan jiu le SiO2he wen du dui PUying pao dao re ji shu de ying xiang ,bing jie ge liang chong shu xue mo xing mo ni ji suan de jie guo ,yi ji gao di wen du xia bi kong lv ce shi 、xi shui lv ce shi ,che cun wen ding xing ce shi de jie guo ,tan tao le SiO2ying xiang PUying pao re lao hua xing neng de ji li 。jie guo biao ming ,jie mian ji shi tong guo qing jian zuo yong lai yi zhi gui rong jiao su ge ,rong jiao —ning jiao sheng cheng de SiO2bing wei zeng jiang PUji zhi ,er shi tong guo diao zheng pao kong jie gou lai di gao pao mo ya su jiang du ,dang gui rong jiao han liang (yi li lun sheng cheng SiO2zai ju mi duo yuan chun zhong de zhi liang fen shu ji )wei 8wt%shi ,ya su jiang du di gao le yao 50%。zai jiao gao wen du xia ,bi kong pao mo jian cun zai dui liu chuan zhi cong er da fu jiang di shui fa pao PUpao mo re lao hua xing neng ,SiO2shi tong guo yi zhi CO2zai PUji zhi zhong de tou guo lv he di gao bi kong lv lai di gao pao mo de re lao hua xing neng he jiang di dao re ji shu 。dang SiO2han liang wei 8wt%shi ,bi kong lv zui gao 、dao re ji shu zui di 、re lao hua xing neng zui hao 。zai ci ji chu shang ,zhi bei le yi chong ke yi su ge jiao lian de pao mo wen ding ji (CFS),yi ci pao mo wen ding ji yu shi shou pao mo wen ding ji lian ge shi yong ,tong guo yuan wei sheng cheng de fang shi zhi bei li jing geng xiao ,li zi dui qi geng jia zhi mi de SiO2/PUza hua PUpao mo cai liao ,yan jiu le geng xiao de li jing yi ji geng jia jin mi de dui qi shi fou geng you li yu pao mo ya su jiang du 、re lao hua xing neng he zu ran xing neng de di sheng ,bing tan tao le dui ying de ji li 。jie guo biao ming ,yuan wei sheng cheng de SiO2li zi ying xiang pao mo ya su jiang du he re lao hua xing neng de ji li yu rong jiao —ning jiao ti ji xiang tong ,dan shi geng xiao de li jing yi ji geng jia jin mi de dui qi neng gou geng jia gao xiao de di sheng pao mo ya su jiang du 、re lao hua xing neng he zu ran xing neng 。jiao wei gai xing de pao mo xiang bi ,dang SiO2wei 3wt%shi ,ya su jiang du zui gao di sheng yao 50%、dao re ji shu zui di 、re lao hua xing neng zui hao 。SiO2han liang wei 6wt%shi ,pao mo zu ran xing neng xian zhe di gao 。

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  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自合肥工业大学的何小通,发表于刊物合肥工业大学2019-10-22论文,是一篇关于聚氨酯论文,硬泡论文,压缩强度论文,导热系数论文,二氧化硅论文,合肥工业大学2019-10-22论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自合肥工业大学2019-10-22论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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