纤维增强低密度聚氨酯隔震复合材料研究开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

近年来，聚氨酯树脂有韧性好、固化快、无苯乙烯等优点使其复合材料脱颖而出。聚氨酯复合材料具有更高的比强度和刚度，极好的抗冲击性、耐磨性、表面光滑度、耐腐蚀性，低吸水率和突出的阻燃性能。由于聚氨酯合成的双组分原料异氰酸酯基团与多元醇的高反应活性以及异氰酸酯基团与水（空气中、原料中及仪器设备上等）的高反应活性严重制约了复合材料工艺的发展。起初，聚氨酯主要用于生产发泡复合材料，例如用结构反应注射法（srim）成型的皮卡车箱、车底板、行李架、内门板等汽车内饰件和外部件。随着人们对聚氨酯成型技术的掌握和在控制其反应性以延长其适用期方面的进步，聚氨酯复合材料发展了拉挤、缠绕、真空灌注和长纤维喷射等技术，主要用不发泡的聚氨酯复合材料来制造窗框、浴缸、电灯杆和卡车、越野车的大型部件等。

聚氨酯复合材料应用领域很广，比如建筑、交通等。近年来，在高速铁路的迅猛发展中，聚氨酯泡沫复合材料因其具有质轻、优良的吸音及缓冲抗震性能、低吸水性和长使用寿命受到青睐，用于隔震垫片、轨道枕木等处，但作为结构材料,要求有一定的强度、刚度和韧性。为提高硬质聚氨酯泡沫塑料力学性能,常用的方法是提高材料密度以及添加增强剂，如sio2颗粒。赵斌等研究纤维与颗粒混杂增强聚氨酯复合硬泡塑料的物理及力学性能,着重分析增强剂sio2颗粒和玻璃纤维含量以及纤维长度对其性能的影响，发现sio2含量为20w t%,玻璃纤维含量为7. 8w t%时,试样的拉伸强度达到最佳值。杨振国等用尼龙66纤维及sio2颗粒粉末作为增强剂制备了混杂增强聚氨酯硬泡塑料,这种混杂增强硬泡塑料的力学性能包括拉伸强度,压缩强度,冲击强度都有明显提高，发现尼龙66纤维的含量为7%, sio2的含量为20%时所得聚氨酯泡沫塑料的力学性能增强最佳，硬泡塑料胞体平均大小为60μm左右。

为改善现有聚氨酯泡沫复合材料诸如强度、刚性等力学性能，本次研究提出了新思路：使用聚氨酯树脂做基体，而不是用于前面多数人制成发泡复合材料，另外用空心玻璃微珠代替sio2颗粒和泡沫微孔，可以从根本上解决强度、刚度等力学问题，但又能得到较好的隔震性能。因此本次研究具有很强的现实意义，它可以用来代替拉挤成型生产的ffu合成枕木。

2. 研究的基本内容与方案

2.1设计的基本内容

本课题针对提高用于轨道交通隔震材料的聚氨酯塑料力学性能，研究玻璃微珠与玻纤混杂增强方式对聚氨酯塑料进行填充改性，设计几组对照实验探究纤维及玻璃微球增强聚氨酯复合材料较为合适的配方及制备工艺等，并通过测试该复合材料的力学性能和观察其微观形貌确定改善力学性能的更佳的设计方案。

2.2设计的目标

3. 研究计划与安排

第1－3周：查阅相关文献资料（15篇，其中外文资料不少于3篇），完成英文文献翻译（不少于5000字），明确研究内容，了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案，并完成开题报告

第4－6周：按照设计方案，制备纤维增强低密度聚氨酯隔振复合材料。

第7－10周：采用xrd、sem、tg-dsc等测试技术对纤维增强低密度聚氨酯隔振复合材料的物相、显微结构、物理力学性能、抗疲劳特性等进行测试。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 刘益军. 聚氨酯树脂及其应用. 化学工业出版社.

[2] 严毓殉,闻获江.玻璃微珠/玻璃纤维增强聚氨醋泡沫塑料的研究.纤维复合材料.2004，4（25）：25-28

[3]陈丰，张华，夏显明.长玻璃纤维增强聚氨酯泡沫复合材料的制备及工艺优化. 机械工程材料. 2013,12: p54-59