1、毕业论文开题报告 高分子材料与工程 无机填料填充的热塑性弹性体聚氨酯阻尼材料研究 一、选题的背景和意义 随着日益加快的工业化进程，有关振动和噪声的问题越来越严重，人们对所处的工作和生活环境提出了更高的要求，简单而且传统的措施已满足不了人们的需要，人们希望找到一个解决问题的方法，即寻找新型高阻尼材料，能在发生源处将振动和噪声阻隔掉。阻尼材料是一种能吸收振动机械能并有效的将其转化为热能而耗散掉的功能材料，阻尼减振防噪技术是利用阻尼材料在变形时把机械能转变成为热能的原理，降低材料结构共振振幅，增加其疲劳寿命和降低 其结构噪声。目前各类阻尼材料已广泛应用于汽车、舰船、飞机、导弹、卫星等许多高科技领域。
2、 本课题是 以宽温域、高阻尼为目的， 研究共混条件对材料阻尼性能的影响。聚氨酯材料之所以非常适合用作宽温域阻尼材料，是因为聚氨酯的玻璃化温度 Tg 较低，如果与 Tg 较高的聚合物混合，形成后的阻尼材料最高使用温度能达到 100 甚至以上。如何制备宽温域高阻尼强度的聚氨酯阻尼材料，一方面是要增大分子间滑移时的摩擦，使其受到外力的影响下，能量以更多的热能的形式耗散掉，另一方面混合各种不同 Tg 无机填料的共混，提高其温域，从而制备高性能聚氨酯 阻尼材料。本课题选用加入多种无机填料对聚氨酯进行共混改性，并进行横向比较，最终会确定并获得性能最佳阻尼聚氨酯弹性体材料的工艺和路线。 二、研究目标与主要内
3、容 将云母粉、二氧化硅粉、石棉粉、滑石粉通过熔融共混与聚氨酯形成聚合物，其中每组无机填料的含量都不相同，以调节无机填料的比例来达到 制备出宽温域高阻尼强度的聚氨酯阻尼材料。 1、实验方法 常用的提高阻尼性能的方法主要有两类：一是改变高聚物的大分子结构。通过接枝、嵌段等方法来改变分子链的刚性结构，调节主链与侧链上刚性链与柔性链的不同配比 ;二是采用高分子共混技术 、互穿聚合物网络 (IPN)技术可以通过网络互穿和链缠绕效应有1 效地控制高分子共混物组分间的相容性，拓宽阻尼温域。本课题采用高分子共混技术选择适当的无机填料与聚氨酯熔融共混，通过增大高分子聚合物与填充物的相互作用，当分子链段运动时，会
4、增加体系的内摩擦力，使其在受到外力的影响下，能量以更多的热能的形式耗散掉，无机填料的 Tg 较聚氨酯的高的多，它们混合后会制备出宽温域聚氨酯阻尼材料。 2、实验内容 （ 1） 选择适当比例的无机填料与聚氨酯熔融共混 （ 2）研究无机填料对聚氨酯弹性体抗张强度的影响 （ 3）测定加入无机填料的聚 氨酯弹性体的熔体流变性质 （ 4）研究加入无机填料的聚氨酯弹性体的结构变化 （ 5）研究无机填料对聚氨酯弹性体动态力学性能的影响 3、实验结果分析 用 万能材料试验机研究其抗张强度 用转矩流变仪测定其熔体流变性质 红外光谱检测其结构 DSC 检测其玻璃化转变温度 4、实验结论 系统研究共混条件对材料阻尼
5、性能的影响，并进行横向比较，最终确定获得性能最佳阻尼聚氨酯弹性体材料的工艺和路线。 三、拟采取的研究方法、研究手段及技术路线、实验方案等 采用高分子共混技术选择适当的无机填料与聚氨酯熔融共混，制备出宽温域高阻 尼强度的聚氨酯阻尼材料。 实施方案、技术路线： 将一定量的聚氨酯与各填料分别以 10%、 15%的质量比列再加 1%质量比的润滑剂石蜡和硬脂酸锌放入混料机混料后，再把共混组分放入双螺杆挤出机中进行挤出造粒，温度控制在 180 摄氏度到 200 摄氏度之间，使物料更加充分的混合均匀。造粒出来的物料最后通过单螺杆挤出机进行进出成型，温度控制在 180 摄氏度到 195 摄氏度，螺杆转速在 4
6、0r/min 到 50r/min 之间。挤出后的材料就可以通过转矩流变仪、红外光谱、万能材料试验机和动态力学谱等方法表征材料的化学组成与机械性能。 2 四、 参考文献 1 黄志立 , 张聪莉 . 聚氨酯阻尼材料研究进展 J. 热固性树脂 , 2010, 25(4): 49-52. 2 丁雪佳 , 褚文娟 . 热塑性聚氨酯弹性体的共混改性研究进展 J. 弹性体 , 2010, 20(2): 67-69. 3 黄微波 , 战凤昌 . 聚氨醋阻尼材料动态力学性能的研究 J. 高分子材料科学与工程 : 1992, 4(1): 42-44. 4 李凡 . 聚酯型热塑性聚氨酯弹性体的制备及阻尼性能 J.
7、高分子材料科学与工程 , 2007, 23(2): 198-202. 5 邓建 , 国王建 . 华聚氨酯阻尼材料研究进展 J. 聚氨酯工业 , 2001, 16(2): 1-4. 6 蔡东瑞 , 苏砚溪 . 无机填料对聚氨酯共聚网络阻尼性的影响 J. 材料科学进展 , 1992, 6(5): 440-443. 7 杜辉 , 赵雨花 . 无机有机材料对聚氨酯弹性体的改性研究 J. 化工新型材料 , 2008, 36(2): 53-57. 8 Xiao DL, Zhao XY, Feng YP. The Structure and Dynamic Properties of Thermoplast
8、ic Polyurethane Elastomer/Hindered Phenol HybridsJ. Journal of Applied Polymer Science, 10, 1(4): 2143-2150. 9 Zhao XY, Lu YL. Thermoplastic Ternary Hybrids of Polyurethane, Hindered Phenol and Hindered Amine with Selective Two-Phase DispersionJ. Macromolecular Materials and Engineering, 2009, 294(5
9、): 345-351. 10 Jyh-Horng Wua, Chia-Hao Lia, Yao-Tsu Wua. Thermal resistance and dynamic damping properties of poly (styrene-butadiene-styrene)/thermoplastic polyurethane composites elastomer materialJ. Composites Science and Technology, 2010, 70: 1258-1264. 五、研究的整体方案与工作进 度安排 进度安排： 序号 时间 内容 1 2010.11
10、.222010.12.1 学生确定论文课题 2 2010.12.12010.12.15 下达任务书 3 2010.12.152010.12.25 查阅文献，开始实验准备 3 4 2010.12.252011.1.5 完成文献综述、外文翻译、开题报告，并开始实验 5 2010.12.152011.1.30 完成所有实验，获得所以必须的实验数据 6 2011.2.12011.2.18 完成论文初稿 7 2011.2.192011.2.20 中期检查 8 2011.2.192011.4.20 学生修改论文，并定稿 六、研究的主要特点及创新点 高分子阻尼材料是一种应用十分广泛的功能材料，在汽车制造，房屋建设，航空航天，船舶等领域起着十分重要的作用。 在高分子材料领域，无机填料与有机填料一样，发挥着重要的作用，选择适当的无机填料与聚氨酯熔融共混，能制备出宽温域高阻尼强度的聚 氨酯阻尼材料。本课题采用高分子共混技术首次尝试无机填料直接与聚氨酯和少量助剂熔融共混，同时研究多种不同无机填料对聚氨酯阻尼性能的影响，并进行横向比较，最终确定获得性能最佳阻尼聚氨酯弹性体材料的工艺和路线。选择无机填料对聚氨酯进行加工不仅操作简单易掌控，而且环保，无机填料无毒无污染价格低廉，性价比高，选择无机填料对高聚物进行加工制造前景广宽。
