采用同步法合成了聚醚型聚氨酯/環(huán)氧樹脂互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)半硬泡沫。通過FTIR! DMA,S EM研究了IPN半硬泡沫的化學(xué)結(jié)構(gòu)、動(dòng)態(tài)力學(xué)性能以及微觀結(jié)構(gòu)形態(tài)。FTIR分析表明了聚氨酯和環(huán)氧樹脂的網(wǎng)絡(luò)間存在接枝反應(yīng)。很寬組成比范圍內(nèi)IPN半硬泡沫均顯示出單一的寬溫域玻璃化轉(zhuǎn)變,而且該轉(zhuǎn)變隨著環(huán)氧樹脂含量的增加向高溫方向移動(dòng)。通過SEM發(fā)現(xiàn)IPN半硬泡沫泡孔結(jié)構(gòu)形狀都比較均一。循環(huán)加載壓縮發(fā)現(xiàn)所有IPN泡沫不僅壓縮性能好而且具有很好的回彈性,大變形壓縮后泡沫幾乎不變形,重復(fù)使用性能好。
環(huán)氧樹脂(ER)具有優(yōu)良的力學(xué)性能和較好的熱穩(wěn)定性,但是韌性太差。聚氨酯(PU)雖然用途很廣,但其耐熱和力學(xué)性能相對(duì)較差,聚氨酯泡沫(PUF)在這方面的缺點(diǎn)尤其顯著。例如,航天飛機(jī)外燃料箱的外殼覆蓋的熱保護(hù)系統(tǒng),就是一層PUF,要求該泡沫耐高溫而且絕熱性能好;另外,PUF作為夾層結(jié)構(gòu)的芯材,常應(yīng)用于航天、航海等領(lǐng)域,然而,由于芯材較脆弱,其破壞模式通常是芯材破碎、芯材剪切、芯材二表皮剝離等,為了減少上述破壞,增強(qiáng)夾層材料總體性能,改性芯材泡沫的熱性能和力學(xué)性能非常重要。IPN技術(shù)可以將各組分自身的優(yōu)異性能有效地復(fù)合互補(bǔ),從而得到綜合性能優(yōu)異的材料。自1960年Millar首次發(fā)表IPN的研究成果以來,由于其特殊結(jié)構(gòu)及性能,引起了人們極大的關(guān)注,聚氨酯基IPN彈性體的研究已經(jīng)開展了很多,并且取得了滿意的效果。IPN體系跟大多數(shù)聚合物/聚合物體系一樣會(huì)出現(xiàn)相分離,因?yàn)橄喾蛛x使得混合熵降低,從而混合Gibbs自由能為正。IPN結(jié)構(gòu)中兩聚合物組分的相容性是判斷其物理性能的重要標(biāo)準(zhǔn)。
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