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聚氨酯固化道床用聚氨酯材料使用寿命预测朱彦;韩文;于大海;崔燕军;唐劲松;王红;郄录朝;许永贤【摘要】聚氨酯固化道床中聚氨酯主要原材料有异氰酸酯、多元醇和催化剂,固化道床的耐久性要求聚氨酯固化材料经干热老化、湿热老化和紫外线老化后其拉伸强度和断裂伸长率保持率在70%以上.老化试验结果表明:聚氨酯固化道床用聚氨酯泡沫材料在多种严酷环境下均具有优异的耐老化性能,并能长期保持综合性能的稳定.基于人工加速湿热老化试验数据,采用时温叠加方法估算出聚氨酯固化道床用聚氨酯材料的使用寿命可达45.2年.%The main raw materials of polyurethane include isocyanate,polyol and catalyst in polyurethane solidified ballast bed,and the durability of solidified ballast bed requires that the tensile strength and elongation of polyurethane solidified material should be above 70% after dry-heat aging,hygrothermal aging and ultraviolet aging. Aging test results show that polyurethane foam material used in polyurethane solidified ballast bed has excellent aging resistance ability and can maintain long-term stability of the overall performance in a variety of harsh environments. Based on artificial accelerated hygrothermal aging test data and calculated by time temperature superposition method,the service life of polyurethane material used in polyurethane solidified ballast bed will be up to 45. 2 years.【期刊名称】《铁道建筑》【年(卷),期】2017(000)005【总页数】5页(P113-117)【关键词】聚氨酯固化道床;聚氨酯材料;使用寿命;老化试验;拉伸强度;断裂伸长率【作者】朱彦;韩文;于大海;崔燕军;唐劲松;王红;郄录朝;许永贤【作者单位】上海华峰材料科技研究院,上海 201203;上海华峰材料科技研究院,上海 201203;上海华峰材料科技研究院,上海 201203;上海华峰材料科技研究院,上海201203;上海华峰材料科技研究院,上海 201203;中国铁道科学研究院铁道建筑研究所,北京 100081;中国铁道科学研究院铁道建筑研究所,北京 100081;中国铁道科学研究院铁道建筑研究所,北京 100081【正文语种】中文【中图分类】U213.7+2聚氨酯固化道床是在稳定碎石道床内浇注聚氨酯材料，材料反应后，填充道砟间空隙，并粘接道砟，形成的弹性整体道床，如图1所示。
泡沫参数对泡沫混凝土性能的影响研究泡沫参数对泡沫混凝土性能的影响研究泡沫参数对泡沫混凝土性能的影响研究【关键词】本文对泡沫容重、泡沫掺量、泡沫孔径分布等因素对泡沫混凝土性能的影响进行了研究。
结果表明:泡沫容重对泡沫混凝土的强度等性能有显著影响。
本文认为泡沫容重在70-90g/l时最为合适；随着泡沫掺量的提高，泡沫混凝土的干表观密度及强度逐步降低；泡沫孔径分布不均匀，对泡沫混凝土的力学性能有负面影响。
【摘要】泡沫泡沫混凝土泡沫容重1 引言泡沫混凝土是由预制出的泡沫与水泥（砂）浆均匀混合、硬化而成的一种多孔材料，具有轻质、保温隔热、低弹性模量、大流动度等特点，在屋面、地暖以及回填工程中得到了广泛的应用。
在影响泡沫混凝土性能的诸多因素中，泡沫自身的性能起着很大的作用，相同的配合比，使用不同的泡沫便会得到性能差别很大的泡沫混凝土材料。
本文就泡沫容重、泡沫掺量、泡沫孔径分布等泡沫参数对泡沫混凝土性能的影响进行了论述。
2 实验原材料及方法2.1 主要原材料硫铝酸盐水泥：北京中岩特种工程材料公司；HJ-1高性能泡沫剂：北京中建国信科技开发中心出品；专用减水剂：北京中建国信科技开发中心出品。
2.2 试验方法用SP-Ⅱ新型发泡机将发泡液制成泡沫，按一定比例将泡沫与搅拌好的水泥净浆混合均匀后，注入钢制试模，24小时拆模后在标准条件下养护至规定龄期，测试方法参照J C/T1062-2007泡沫混凝土砌块标准。
3 实验结果及分析3.1 泡沫制备及评价参数目前可以通过两种方式来制得泡沫。
一种是高速搅拌法发泡，即将发泡剂溶液倒入高速搅拌机中，然后用搅拌机的叶片高速搅拌发泡剂溶液制取泡沫。
这种方法存在的缺点是泡沫直径不均一，搅拌机内泡沫容重不均一，而且发泡倍数低。
另一种方法是压缩空气法制泡，这种发泡工艺的压缩空气发泡设备与高速搅拌机相比较为复杂，但综合性能更好。
即利用空气压缩机将发泡剂溶液和压缩空气在混合室内进行混合，然后在压缩空气的作用下，穿过一个特制的发泡管制成泡沫，发泡管内有的采用磁片，有的采用玻璃球，有的采用铜网筛。
正确理解EPS泡沫塑料表观密度鉴于有些用户对EPS泡沫塑料表观密度的理解可能存在一些歧义，我们将有关标准及一些想法列示如下，企望达成共识。
一，表观密度是指模制产品时含有全部表皮的EPS泡沫塑料密度。
二，由于EPS泡沫塑料成型时的工艺特性，决定了其内部密度小于表皮密度。
其成型过程大致如下：在固定体积的模具内注入EPS颗粒，对其进行加热，EPS颗粒受热后膨胀，由于体积是固定的，膨胀到模腔壁时则无空间让其继续膨胀，所以EPS泡沫塑料的表皮密度大于内部密度。
三，EPS泡沫塑料是由独立的EPS颗粒经加热后膨胀相互挤压成型的，每一个独立的EPS颗粒的密度是不可能一致的，所以其成型的EPS泡沫塑料每个部位的密度不可能完全一样。
四，EPS泡沫塑料是一种发泡成型材料，其发泡剂含量约为6%~7.5%，另，EPS泡沫塑料具有一定的含水率（GB/T10801.1-2002标准规定小于4%），时间越长，发泡剂及含水率消失的越多，制品的密度也就越小。
五，我公司(UNEPS友邦)生产的EPS泡沫塑料板材（EPS保温板）执行的标准为GB/T10801.1-2002《绝热用模塑聚苯乙烯泡沫塑料》（已在技术监督部门备案），该标《膨胀聚苯板薄抹灰外墙外保温系统》标准的要求，即表观密度在18～22kg/m3。
在江苏省范围内，如果保温层外贴面砖，其表观密度应当在25～35kg/m3（苏建科【2006】287号文件）。
六，我公司（UNEPS友邦）生产的EPS泡沫塑料包装材料执行的是QB/T1649-92《聚苯乙烯泡沫塑料包装材料》标准（已在南京市技术监督部门备案）该标准中规定了表观密度偏差的允许范围见下表：泡沫塑料内部的密度与外围的密度的偏差值与该标准规定的允许偏差值是较稳合的。
由于EPS 泡沫塑料板材与EPS泡沫塑料包装材料的原料和制造工艺完全一样，所以可以参考此标准的允许偏差来判断EPS泡沫塑料板材的表观密度。
GB/T6343-1995（3.1条）规定：表观密度为单位体积的质量，包括模制时形成的全部表皮。
温度对聚氨酯泡沫力学性能的影响温茂萍庞海燕敬仕明聚氨酯泡沫是一种比重较小的多孔材料，具有密封、隔热及绝缘等优良性能，同时又具有很好的缓冲和减振作用，在武器装置中已得到广泛应用，不但作为易损部件包装及重要设备的防护材料，而且还作为结构物内部的填充物。
作为支撑和包装材料，其力学性能应是其重要的性能参数之一。
聚氨酯泡沫属于高分子材料，温度对其力学性能有一定的影响。
文中研究温度对其力学性能的影响，首先测试聚氨酯泡沫材料在不同温度下的压缩及拉伸应力-应变曲线，从其压缩应力–应变曲线上可以计算得到聚氨酯泡沫材料在不同温度下的压缩性能数据，如压缩模量、σ0.01、屈服强度等，其中σ0.01是聚氨酯泡沫压缩应变为0.01时的应力，同样，从拉伸应力–应变曲线上可以计算得到聚氨酯泡沫材料在不同温度下的拉伸性能数据，如拉伸模量、抗拉强度。
试验条件：(1)试样种类及尺寸；均为带玻璃微珠聚氨酯泡沫试样、尺寸为φ50 mm×60 mm，密度为0.50 g/cm3；(2)仪器设备；INSTRON-5582试验机，负荷传感器为100 kN，双侧引伸计，其量程为2.5 mm、标距为25 mm；(3)试验类型，压缩和拉伸，加载速率均为5.0 mm/min；(4)试验温度，0，25，35，45，55，65，75 ℃。
从试验结果看，聚氨酯泡沫的拉伸、压缩力学性能均随温度增加而下降，因此聚氨酯泡沫材料力学性能对温度比较敏感，采用下式所示的Johnson热黏塑性本构方程对试验结果进行拟合，]1)[ln1)((*mn TCBA-++=εεεσ其中A，B，C，n，m是材料常数，ε ，0ε 分别为试验应变和准静态加载时试样的平均应变速率，本文中ε /0ε =1，T*是定义为下式的无量纲温度：T*=(T-T r)/(T m-T r)，T m，T r分别为20 ℃和120 ℃。
采用这一本构模型对聚氨酯泡沫在不同温度下的拉伸、压缩应力-应变曲线进行了拟合，拟合曲线以及得到的材料常数分别如图1，2所示。
聚氨酯泡沫注浆修复材料泡孔结构特征及抗压性能研究进展张超;潘旺;方宏远;王娟;王翠霞;杜明瑞;赵鹏;王磊;王复明
【期刊名称】《材料导报》
【年(卷),期】2024(38)3
【摘要】聚氨酯泡沫(PUF)注浆修复材料以轻质高强、快凝高膨胀等优势,在基础设施修复加固领域得到了广泛的应用。
抗压性能是工程修复材料十分重要的力学指标之一,而材料的微观结构对其宏观力学行为有决定性影响。
近年来,国内外专家学者对PUF注浆修复材料的微观结构特性和抗压性能进行了大量研究,但尚未见到系统性总结。
本文介绍了PUF注浆修复材料的定义及反应过程,综述了其微观泡孔结构特性、压缩应力-应变关系和本构模型,从宏微观角度讨论了其变形和破坏机理,总结了密度、试件尺寸、应变率和特殊环境工况对压缩性能的影响机理及规律,最后展望了PUF注浆修复材料未来的研究方向。
【总页数】14页(P225-238)
【作者】张超;潘旺;方宏远;王娟;王翠霞;杜明瑞;赵鹏;王磊;王复明
【作者单位】郑州大学水利与交通学院(郑州大学);坝道工程医院(平舆);郑州安源工程技术有限公司;南方工程检测修复技术研究院;万华节能科技集团股份有限公司【正文语种】中文
【中图分类】U418.5
【相关文献】
1.硬质聚氨酯泡沫保温材料泡孔结构的研究
2.水对硬质聚氨酯-酰亚胺泡沫泡孔结构与性能的影响
3.微粒增强硬质聚氨酯泡沫泡孔结构及其性能的研究进展
4.MF／FEA-1100混合发泡剂对聚氨酯泡沫泡孔结构和性能的影响
5.工艺条件对硬质聚氨酯泡沫泡孔结构和性能的影响
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泡沫密度标准
泡沫密度是指泡沫材料单位体积内的质量，通常以克/立方厘米（g/cm³）为单位。
泡沫密度是评价泡沫材料质量的重要指标之一，对于不同类型的泡沫材料，其密度标准也有所不同。
本文将就泡沫密度标准进行详细介绍。
首先，聚苯乙烯泡沫（EPS）的密度标准一般在12-40kg/m³之间。
EPS泡沫密
度越低，保温性能越好，但抗压性能较差；密度越高，抗压性能越好，但保温性能相对较差。
因此，在选择EPS泡沫材料时，需根据具体使用要求来确定密度标准。
其次，聚氨酯泡沫（PU）的密度标准一般在30-50kg/m³之间。
PU泡沫密度较高，具有良好的保温性能和抗压性能，适用于建筑保温、冷藏冷冻等领域。
而密度较低的PU泡沫则适用于包装材料等领域。
另外，交联聚乙烯泡沫（IXPE）的密度标准一般在25-200kg/m³之间。
IXPE
泡沫密度较低，具有良好的柔软性和弹性，适用于运动器材、游泳辅助用品等领域；而密度较高的IXPE泡沫则适用于建筑隔热、汽车隔音等领域。
最后，聚氨酯硬泡（PUR）的密度标准一般在30-100kg/m³之间。
PUR泡沫密
度较高，具有良好的强度和耐久性，适用于家具、汽车座椅、建筑隔热等领域。
而密度较低的PUR泡沫则适用于包装材料等领域。
综上所述，不同类型的泡沫材料具有不同的密度标准，而密度标准的选择需根
据具体使用要求来确定。
在实际应用中，我们应该根据材料的保温性能、抗压性能、柔软性、弹性等特点来选择合适的泡沫密度标准，以确保材料能够发挥最佳的性能和效果。
泡沫的杨氏模量泡沫是一种轻质多孔材料，由于其松散的结构和几乎不存在的内应力，使其模量较低。
杨氏模量是一个材料刚度的度量，即材料受力时弹性变形的程度与力的大小之比。
材料的杨氏模量与其密度和结构有关，因此泡沫的杨氏模量相对较低。
下面我们将详细介绍泡沫的杨氏模量以及其与密度和结构之间的关系。
泡沫的杨氏模量在材料力学中，杨氏模量通常用来描述线弹性材料的抗弯刚度或弹性模量。
它的单位是帕斯卡（Pa），或牛顿每平方米（N/m²）。
在考虑泡沫的杨氏模量时，需要考虑它的结构和密度。
泡沫材料通常是由一系列孔隙和壁组成的多孔材料。
杨氏模量取决于泡沫壁的强度和泡沫内部的几何分布。
具有许多小孔隙的泡沫通常比具有少量大孔隙的泡沫具有更高的杨氏模量。
单层泡沫的杨氏模量可以在大约0.1 千帕到10 千帕之间变化。
然而，许多泡沫材料都是多孔材料，这些材料通常具有更低的杨氏模量。
一些常见的泡沫材料的杨氏模量如下：- 聚氨酯泡沫：5千帕- 聚苯乙烯泡沫：0.1千帕至4千帕- 聚乙烯泡沫：1千帕至10千帕- 聚丙烯泡沫：1千帕至3千帕- 乙烯-丙烯共聚泡沫：0.4千帕至1.5千帕- 聚偏二氯乙烯泡沫：4千帕- 聚碳酸酯泡沫：1千帕至2千帕这些数字表明，泡沫材料通常具有比传统材料低得多的杨氏模量，这些传统材料包括金属、木材和玻璃等。
因此，在某些应用中，泡沫材料可能不合适，而需要更高的杨氏模量。
密度与泡沫的杨氏模量泡沫材料的密度越低，其杨氏模量通常越低。
这是因为低密度泡沫通常包含更多的空隙和较薄的壁，这些因素都可以导致泡沫材料的杨氏模量降低。
这也是为什么低密度泡沫通常更柔软并且更容易弯曲或压缩的原因。
结构对泡沫的杨氏模量的影响泡沫材料的结构对它的杨氏模量也有很大的影响。
例如，在许多泡沫材料中，孔隙的几何形状和分布可以显著影响材料的杨氏模量。
更小的孔隙通常可以防止泡沫挤压，这有助于保持其强度和刚度。
此外，泡沫的结构也可以通过使用不同的泡沫发泡剂或通过更改其硬化条件来调整。
聚氨酯刚度和硬度的关系(二)
聚氨酯的性质与应用
刚度和硬度的关系
•刚度和硬度是聚氨酯材料力学性能中的两个重要指标。
•刚度和硬度两者有一定的关联，但并不完全相同。
聚氨酯的刚度
•刚度是指材料在受力后发生弹性变形能力的大小。
•刚度越高，材料的弹性变形能力越小，即材料越不易发生变形。
•刚度的高低主要由聚氨酯分子结构决定，如分子链的长度、支链的分布等。
聚氨酯的硬度
•硬度是指材料的抵抗外界压力或挤压而表现出来的抗压能力。
•硬度越高，材料越难被压缩或挤压，即材料越坚硬。
•硬度主要取决于聚氨酯的分子间结合力以及分子内部的排列方式和纹理。
刚度和硬度的关系
•聚氨酯的刚度一般与硬度呈正相关关系。
•一般情况下，刚度高的聚氨酯材料也具有较高的硬度。
•刚度和硬度的提高，常常需要通过增加聚氨酯材料的交联度和密度来实现。
解释说明
•聚氨酯的刚度和硬度在一定程度上可以相互影响。
•随着聚氨酯分子链的交联度和分子间结合力的增强，聚氨酯材料的刚度和硬度都会增加。
•但由于刚度和硬度受到的因素复杂，两者之间并非完全线性相关。
•不同的聚氨酯材料制备方法和配方会对刚度和硬度产生不同的影响。
总之，聚氨酯的刚度和硬度是重要的力学性能指标，二者在一定
程度上相关，但并非完全相同。
刚度主要与分子结构相关，而硬度则
取决于分子间结合力和排列方式。
增加交联度和密度可以提高刚度和
硬度。
然而，准确控制刚度和硬度的方法需要考虑聚氨酯的制备方法
和配方的影响。
