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玻纤增强硬质聚氨酯材料的合成及其力学性能许俊强;郭芳;储伟;高炜斌;金学军;吴永【摘要】以聚醚多元醇,玻璃纤维(G)及多次甲基多苯基多异氰酸酯为原料,采用一步法制备了玻纤增强硬质聚氨酯复合材料(RPU-G).对RPU-G的力学性能进行了研究,结果表明,随着G含量(m)的增加,其拉伸强度呈先升后降的变化趋势;当m为10%[长径比(n)为20～40]时,RPU-G20～4010 的力学性能达到最佳.由于G的n 不同,其增强效果差异显著,以RPU-G20～4010的拉伸强度最大(0.80 MPa),与RPU相比提高了95%.压缩强度因G的n不同出现不同的趋势,仍以n为20～40的G增强效果最为明显,RPU-G20～405的压缩强度增加了10%.【期刊名称】《合成化学》【年(卷),期】2009(017)002【总页数】5页(P183-186,195)【关键词】玻璃纤维;硬质聚氨酯;力学性能【作者】许俊强;郭芳;储伟;高炜斌;金学军;吴永【作者单位】重庆工学院,化学与生物工程学院,重庆,400050;四川大学化学工程学院,四川,成都,610065;四川大学化学工程学院,四川,成都,610065;常州工程职业技术学院,材料工程技术系,江苏,常州,213164;重庆工学院,化学与生物工程学院,重庆,400050;重庆工学院,数理学院,重庆,400050【正文语种】中文【中图分类】TQ323.18硬质聚氨酯材料(RPU) 是一种用途非常广泛的高分子聚合物，具有质轻、隔热保温性好、吸音及缓冲抗震性优良等特点，由于合成的主要原料聚酯或聚醚多元醇结构多变，使其性能变化范围广泛，加之加工方式灵活，既可以自由发泡，又可以模塑成型，还可以现场喷涂，因而在汽车、电子和化工等领域应用广泛［1～4］。
随着人们对材料各种性能要求的提高，传统材料已满足不了使用标准，制作复合材料以及对复合材料的改性就显得异常活跃。
采用玻璃纤维(G) 作为填料是目前国内外较常采用的一种增强手段，G 增强复合材料是以聚合物为基体，以G 为增强材料而制成的复合材料，综合了聚合物和G 的性能［4］。
聚氨酯泡沫材料动态力学性能聚氨酯泡沫材料是一种具有轻质、高强度、耐冲击性和隔热性能的材料，广泛应用于建筑、交通、包装、家具和电子等领域。
其动态力学性能是指在动态载荷下，聚氨酯泡沫材料的变形、振动和震动等行为。
以下将详细介绍聚氨酯泡沫材料的动态力学性能。
首先是聚氨酯泡沫材料的压缩性能。
在受到压缩力作用时，聚氨酯泡沫材料具有良好的吸能能力，能够吸收并分散压力，减缓外部力对其他部件的冲击。
此外，聚氨酯泡沫材料的回弹性能也很好，在外部力解除后能够恢复原状，不易变形。
其次是聚氨酯泡沫材料的振动性能。
聚氨酯泡沫材料的密度较低，结构松散，因此具有较好的吸振性能。
在受到外部振动力作用时，聚氨酯泡沫材料能够吸收和分散振动能量，减少振动的传递和传播，保护其他部件不受振动影响。
这使得聚氨酯泡沫材料在防震降噪领域有着广泛的应用。
再次是聚氨酯泡沫材料的冲击性能。
聚氨酯泡沫材料具有较高的强度和韧性，能够在受到冲击力作用时发挥良好的耐冲击性能。
聚氨酯泡沫材料的结构松散，能够缓冲和分散冲击能量，减少外部冲击对其他部件的损害。
因此，聚氨酯泡沫材料常被用作包装材料、防护材料和保险材料等，能够有效保护产品不受损坏。
此外，聚氨酯泡沫材料还具有良好的隔热性能。
其结构中含有大量的气孔，这些气孔具有良好的隔热性能，能够减少热量的传导。
聚氨酯泡沫材料的热导率较低，能够有效防止热量传递，保持温度的稳定性。
因此，聚氨酯泡沫材料在建筑和冷链运输等领域有着广泛的应用。
除了上述动态力学性能外，聚氨酯泡沫材料还具有良好的耐化学性能、耐水性能和耐老化性能。
聚氨酯泡沫材料能够在酸、碱、溶剂等恶劣环境条件下保持稳定性能，并且不易受水分、湿度和紫外线等因素的影响，保持较长的使用寿命。
总结起来，聚氨酯泡沫材料具有优异的动态力学性能，包括压缩性能、振动性能、冲击性能和隔热性能等。
这些性能使得聚氨酯泡沫材料在多个领域有着广泛的应用前景，如建筑领域的隔热材料、交通领域的减震材料、包装领域的缓冲材料等。
玻璃纤维增强塑料力学性能分析与应用玻璃纤维增强塑料（GFRP）是一种具有优异力学性能的复合材料，由玻璃纤维和塑料基体组成。
它的广泛应用领域包括航空航天、汽车制造、建筑结构等。
本文将从材料的力学性能、制备工艺和应用等方面进行分析和探讨。
首先，我们来看一下GFRP的力学性能。
由于玻璃纤维的高强度和刚度，以及塑料基体的韧性和耐腐蚀性，GFRP具有优异的综合力学性能。
在拉伸强度方面，GFRP的强度可以达到几百MPa，远远高于普通塑料。
而在弯曲强度方面，GFRP的表现也非常出色，能够承受较大的弯曲应力而不断裂。
此外，GFRP还具有较好的疲劳性能和抗冲击性能，这使得它在复杂工况下的应用更加可靠。
其次，制备工艺对GFRP的力学性能有着重要影响。
常见的制备工艺包括手工层叠、预浸法和注塑成型等。
手工层叠是最传统的制备方法，但由于工艺复杂、生产效率低和产品质量难以保证等问题，逐渐被其他工艺所替代。
预浸法是一种将玻璃纤维预先浸渍于树脂中，然后通过热固化得到成品的方法。
这种工艺可以提高产品的质量和生产效率，但成本相对较高。
注塑成型是一种将玻璃纤维和树脂混合后注入模具中成型的方法，可以实现大规模、高效率的生产。
不同的制备工艺会对GFRP的力学性能产生不同的影响，因此在实际应用中需要根据具体情况选择适合的工艺。
最后，我们来看一下GFRP在实际应用中的情况。
由于其优异的力学性能和轻质化特点，GFRP在航空航天领域得到了广泛应用。
例如，飞机的机身和翼面板等结构部件常采用GFRP材料制造，可以降低飞机的重量，提高燃油效率。
在汽车制造领域，GFRP也被用于制造车身和零部件，可以提高汽车的安全性和燃油经济性。
此外，GFRP还可以用于建筑结构的加固和修复，提高结构的抗震性能和耐久性。
综上所述，玻璃纤维增强塑料具有优异的力学性能，广泛应用于航空航天、汽车制造和建筑结构等领域。
在实际应用中，需要根据具体要求选择合适的制备工艺，以确保产品的质量和性能。
发泡剂对3D玻纤织物增强发泡聚氨酯复合材料力学性能的影响作者：KYAMPETETyty 刘赋瑶傅雅琴来源：《现代纺织技术》2020年第04期摘要：为了提高纺织复合材料的抗冲击性能和发泡材料的力学性能，制备了3D玻纤织物增强发泡聚氨酯复合材料。
利用场发射扫描电镜、摆锤冲击仪和万能材料试验机，分析研究了外加不同发泡剂质量分数对发泡复合材料泡孔的微观形貌和力学性能的影响。
结果表明，当发泡剂质量分数为5%时，3D玻纤织物增强发泡聚氨酯复合材料的冲击强度最大可达73.34kJ/m2，同時压缩强度和拉伸强度分别为5.24、28.1 MPa;随着发泡剂质量分数增加，聚氨酯泡孔增大并且出现不均匀现象，复合材料密度也随之下降，压缩强度和拉伸强度均下降;复合材料中发泡剂质量分数为5%，能够在满足轻量化的情况下实现较高的抗冲击性。
关键词：发泡聚氨酯;3D玻纤织物;冲击强度;压缩强度Abstract：To improve the impact resistance of textile composites and the mechanical properties of foaming materials， a three-dimensional glass fabric reinforced foamed polyurethane composite was prepared in this study. The effect of the content of foaming agent on the microstructure and mechanical properties of the composites was analyzed and studied with field emission scanning electron microscopy， pendulum impactor and universal material testing machine. The results show that when the foaming agent content is 5%， the impact strength of three-dimensional glass fabric reinforced foamed polyurethane composite can reach 73.34 kJ/m2， and the compressive strength and tensile strength are 5.24 and 28.1 MPa respectively. The polyurethane cells enlarge and become nonuniform as the foaming agent content increases， the composite density decreases， and both the compressive strength and tensile strength decrease. When the content of foaming agent in the composite is 5%， a high impact resistance can be achieved under the condition of light weight.Key words：foamed polyurethane; three-dimensional glass fabric; impact strength; compressive strength玻纤织物增强热固性树脂复合材料近年来得到迅速发展，并在航空航天、汽车、建筑、体育等领域的应用日益广泛[1-3]。
玻璃纤维增强聚酰胺复合材料的摩擦磨损特性一、玻璃纤维增强聚酰胺复合材料概述玻璃纤维增强聚酰胺复合材料是一种高性能的工程塑料，它通过将玻璃纤维与聚酰胺基体材料结合，以提高材料的机械性能和耐热性。
这种复合材料广泛应用于汽车、航空航天、电子电器和机械制造等领域。
玻璃纤维的加入，使得聚酰胺材料的强度、刚度和耐热性得到显著提升，同时，其摩擦磨损特性也成为研究的重点。
1.1 复合材料的组成与特性玻璃纤维增强聚酰胺复合材料主要由以下两部分组成：一是聚酰胺基体，它是一种半结晶性热塑性塑料，具有良好的化学稳定性和加工性能；二是玻璃纤维，它是一种无机非金属材料，具有高强度、高模量和良好的耐热性。
当玻璃纤维以一定比例分散在聚酰胺基体中时，可以显著提高复合材料的力学性能。
1.2 复合材料的制备工艺玻璃纤维增强聚酰胺复合材料的制备通常采用熔融浸渍法、热压成型法或注射成型法。
在制备过程中，玻璃纤维与聚酰胺基体的均匀分散是关键，它直接影响到复合材料的最终性能。
通过优化工艺参数，如温度、压力、注射速度等，可以实现玻璃纤维在聚酰胺基体中的均匀分布。
二、复合材料的摩擦磨损特性分析摩擦磨损特性是评价材料在实际应用中耐用性的重要指标，对于玻璃纤维增强聚酰胺复合材料而言，其在不同工况下的摩擦磨损性能直接关系到产品的使用寿命和可靠性。
2.1 影响摩擦磨损特性的因素影响玻璃纤维增强聚酰胺复合材料摩擦磨损特性的因素众多，包括复合材料的组成比例、基体材料的分子结构、玻璃纤维的类型和表面处理、复合材料的加工工艺等。
此外，外部条件如载荷、滑动速度、环境温度和湿度等也会对摩擦磨损特性产生影响。
2.2 摩擦磨损测试方法对玻璃纤维增强聚酰胺复合材料进行摩擦磨损测试，常用的方法有往复式摩擦磨损试验、旋转式摩擦磨损试验和三点弯曲摩擦磨损试验等。
通过这些测试方法，可以模拟复合材料在实际工况下的摩擦磨损行为，从而评估其耐磨性和耐久性。
2.3 复合材料的磨损机理玻璃纤维增强聚酰胺复合材料的磨损机理较为复杂，通常包括粘着磨损、磨粒磨损、疲劳磨损和腐蚀磨损等。
聚氨酯弹性体/玻璃纤维复合材料的研究进展Huibo Zhang a,c,，W. Li b，ujie Yang a，Lude Lu a，X. Wang a，Xiangdong Sun a，Yongchun Zhang aa：中国，南京，南京科技大学，化学工程系，210094。
b：加拿大，阿尔伯塔省埃德蒙顿，阿尔伯塔大学，机械工程系，T6G2。
c：中国，宁波，宁波职业技术学院，315800。
摘要：用磨碎的玻璃纤维对聚氨酯弹性体复合材料的力学性能的影响进行了研究。
特别是，详细分析了经过有机处理的玻璃纤维的影响。
实验结果表明，玻璃纤维大大增强了弹性体复合材料的强度和韧性。
此外，结果表明，可以通过添加用偶联剂化学处理过的研磨玻璃纤维可以得到最佳属性的弹性复合材料。
关键词：研磨的玻璃纤维;聚氨酯弹性体;复合材料。
1：介绍聚氨酯弹性体是广泛应用于各种行业。
因为他们有良好的化学、物理和机械性能如抗氧化、低温稳定性，辐射电阻，和耐磨性。
为了进一步改善其力学性能可以在特定的工业发挥应用，研究聚氨酯复合材料是一种不错的方法。
例如，wang和Pinnavaia[1]首先使用基蒙脱土纳米复合材料和有机蒙脱土分散在多元醇聚醚结晶形态和微相分离的聚氨酯弹性体的研究。
Tien和Wei[2、3]用蒙脱土纳米复合材料合成一种新的聚氨酯使用改性蒙脱土纳米复合材料为假扩链剂，使聚氨酯弹性体增加了两个模量的强度。
Petrovica等发现了纳米二氧化硅球晶被均匀分散在软硬段的聚氨酯弹性体中扮演了重要角色。
值得注意的是，尽管上述研究成功改善弹性体的各种性能，但是一般来说，很难同时增加弹性体的物理性能和化学性能。
换句话说,就是强度增加，弹性降低。
磨碎的玻璃纤维作为一种传统的聚合物复合材料添加材料被叫做短纤维。
它的主要功能是加强各种聚合物的耐高温能力，如聚四氟乙烯、尼龙、环氧树脂树脂。
特别是短纤维可用于铸造和模具生产，提高表面质量(如消除表面缺陷和裂纹)。
第16卷1999年 第4期10月复 合 材 料 学 报A CTA M A T ER I A E COM PO S ITA E S I N I CA V o l .16 N o.4O ctober 1999 收修改稿、初稿日期:1998212220,1998207215玻璃纤维增强灌注型聚氨酯泡沫塑料的拉伸、压缩性能和破坏机理闻荻江 陈再新 李国忠3(苏州大学材料工程学院,苏州215021) (3山东建材学院)摘 要 研究了用短切玻璃纤维对硬质聚氨酯泡沫体的增强效果及拉伸、压缩的破坏行为。
结果表明当纤维长为12mm 时,6w t %纤维含量的增强效果为最好,可以使泡沫体的拉伸强度提高75%,压缩强度提高25%,压缩模量增加约30%。
纤维增强的泡沫体拉伸产生的裂纹扩展时,遇到纤维可能终止扩展(应力不大时),也可能发生偏转(应力较大时);泡沫破坏时,可能出现纤维拉出、拉断等不同的破坏形式。
增强泡沫体在压缩破坏时,主要是泡沫结构的支柱弯曲、扭转变形引起泡壁破裂和支柱失稳,并导致材料的破坏。
关键词 玻璃纤维,聚氨酯,增强泡沫体,破坏机理中图分类号 TB 332 泡沫塑料的最大优点是质轻、隔热保温、吸音及缓冲抗震性优良,故得到广泛的应用,但作为结构材料的配套材料,还缺乏一定的强度和刚度。
纤维增强泡沫塑料为树脂基体、纤维及气体所组成的一种三相复合材料。
利用玻璃纤维增强泡沫塑料进入结构材料的应用,是技术领域的一个新趋势,也是泡沫塑料的一个重要研究课题。
以纤维增强泡沫塑料,使原泡沫基体的强度、蠕变阻尼、变形、热扭曲温度及其它物理性能有明显的改善[1]。
因此,很有必要对其物理机械性能和拉伸破坏机理进行探索和研究。
本文作者根据国内的灌注成型的聚氨酯泡沫,利用短切玻璃纤维增强,考察了其物理机械性能和拉伸破坏机理。
1 实 验1.1 原材料 树脂:组合聚醚(Θ0.04 50,含发泡剂)、PA P I (均由常州向阳化工厂提供) 玻璃纤维:中碱45s1.2 玻璃纤维的预处理 将纤维切短为12mm ,干燥待用。
塑料工业CH I N A P LASTI CS I N DUST RY 第37卷第1期2009年1月3国家自然科学基金(50573095),重庆市自然科学基金(CSTC 2008BB7334),重庆工学院基金(No:2007Z D14)作者简介:许俊强,男,1979年生,博士,讲师,研究方向为复合材料的制备。
xujunqiang@cqit 1edu 1cn 材料测试与应用长径比不同的玻纤对硬质聚氨酯的形态结构和力学性能的影响3许俊强1,高伟斌2,全学军1,吴 永3(1.重庆工学院化学与生物工程学院,重庆400050;2.重庆工学院数理学院,重庆400050;3.高分子材料工程国家重点实验室(四川大学),四川大学高分子研究所,四川 成都610065) 摘要:采用一步法制备了玻纤增强硬质聚氨酯的复合材料(RP U ),研究了不同长径比的玻纤对硬质聚氨酯力学性能的影响。
结果表明,玻纤的长径比不同,其对RP U 的增强效果差异显著。
以长径比为20～40玻纤所制备的材料的拉伸强度为最大,当其质量分数为10%,拉伸强度为0180MPa,与未增强的材料相比提高了95%。
当其质量分数为5%时,压缩强度增加了10%。
SE M 分析揭示样品的形貌呈球形泡孔。
从拉伸端口的形貌可看出长径比为20～40玻纤受力痕迹明显,表明纤维本身的拉伸强度对于硬泡塑料的力学性能增强起了重要作用。
关键词:玻纤;硬质聚氨酯;力学性能;增强中图分类号:T Q323118 文献标识码:B 文章编号:1005-5770(2009)01-0038-04Effect of Gl a ss F i ber w ith D i fferen t L /D Ra ti o on M orphology andM echan i ca l Properti es of R i g i d PolyurethaneXU Jun 2qiang 1,G AO W ei 2bin 2,QUAN Xue 2jun 1,WU Yong3(1.School of Che m ical &B i ol ogical Eng .,Chongqing I nstitute of Technol ogy,Chongqing 400050,China;2.State Key Lab .of Poly merMaterials Eng .,Poly mer Research I nstitute of Sichuan University,Chengdu 610065,China;3.School ofM athematics &Physics,Chongqing institute of technol ogy,Chongqing 400050,China )Abstract:Glass fiber reinforced rigid polyurethane (RP U )composite was p repared by means of directsynthesis .The effects of the glass fibers with different length /dia meter (L /D )rati o on the mechanical p r oper 2ties of RP U were studied .The results showed different L /D rati o of glass fiber had different reinforcing effecton RP U.W hen the L /D rati o of the glass fiber was 20～40,the tensile strength of the p repared composite was the highest,and when the mass fracti on of the glass fiber was is 10%,the tensile strength was 0180M Pa,which was 95%higher than that of non 2reinf orced material .W hen the mass fracti on was 5%,the com 2p ressi on strength was increased by 10%.The SE M m icr ographs clearly revealed the mor phol ogicalstructure of the f oa m was al m ost perfectly s pherical in shape .Further more,the reinf orcing fiber (L /D rati o 20～40)based on tensile fract ograph withst ood obvi ous l oading,which showed the tensile strength of the fiber itself p layed an i m portant r ole in the reinf orce ment of the RP U foa m.Keywords:Glass Fiber;R igid Polyurethane;Mechanical Pr operties;Reinf orce 硬质聚氨酯材料(RP U )是一种用途非常广泛的高分子聚合物材料,其具有质轻、隔热保温性好、吸音及缓冲抗震性优良的特点;同时合成RP U 的主要原料聚酯或聚醚多元醇结构多变,使其性能变化范围广泛,而且加工方式灵活,既可以自由发泡,又可以模塑成型,还可以现场喷涂,因此RP U 在汽车、电子和化工等领域中早已得到应用[1-4]。
