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聚氨酯(PU)作为六大合成材料之一,具有高强度、高模量、耐疲劳性优异等性质,在建筑、汽车、电子、矿山、新能源等领域有着广泛应用。由于聚氨酯长期使用温度低于80℃,耐热性较差的缺陷大大限制了其应用范围。论文以改善聚氨酯材料耐热性为研究目的,以聚氧化丙烯二醇(PPG)与二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)作为聚氨酯主要原料,并与高性能苯酐聚酯多元醇复配反应合成聚氨酯;加入环氧树脂(EP)与聚氨酯制成互穿网络结构(IPNs);并在此基础上,添加纳米碳化硅(SiC)粒子制备了纳米碳化硅/环氧树脂/聚氨酯复合材料。通过对聚氨酯及其复合材料开展力学性能、动态力学性能、热性能测试以及化学结构测试与表征,探讨材料结构与性能的关系。主要实验结论如下:1.采用聚醚多元醇与聚酯多元醇复配的思想,采用预聚体法制备了双组份多元醇型聚氨酯。当苯酐聚酯多元醇/聚醚多元醇质量配比为30/70时,聚氨酯的综合性能最优,其拉伸强度为71.96MPa,冲击韧性为84.45KJ/m~2;扫描电子显微镜(SEM)显示无缺口冲击断面的断裂形式为韧性断裂;储能模量E’较高,内生热较低,损耗因子tanδ为0.70;热重试验(TGA)发现材料在质量损失5%、10%、50%的温度分别为315℃、330℃、369℃,最终残碳率为15.67%。2.采用分步法制备了环氧树脂/双组份多元醇型聚氨酯互穿网络材料,实验发现环氧改性聚氨酯材料的耐热性能有明显提升,IPNs结构在一定程度上提高了复合材料的力学性能,但当体系中EP的含量增多时,材料脆性变大,韧性逐渐降低,拉伸强度和冲击韧性下降。EP添加量为25wt%时,材料的拉伸强度为61.08MPa,冲击强度值为57.02KJ/m~2,冲击断口形貌有明显韧性撕裂;热重测试显示复合材料质量损失5%、10%和50%时温度分别对应为315℃、330℃、393℃,最终残碳率为17.51%;玻璃化转变温度(Tg)约为102℃,tanδ值为0.59,当tanδ>0.3时有效阻尼区间约为66.04℃,拓宽了材料的耐温区间,延缓热分解速率。3.将纳米碳化硅作为填料加入上述互穿网络体系中进行物理改性,制得了SiC增强的EP/PU IPNs复合材料。当纳米SiC添加量为0.50wt%时,复合材料的拉伸强度和冲击韧性分别为71.85 MPa、41.81 KJ/m~2,当tanδ>0.3的有效阻尼耐温区间约为68.66℃;TGA显示复合材料质量损失5%、10%和50%时温度分别对应为313℃、330℃和390℃,SEM显示其在聚氨酯中分散均匀,在保证较好热性能的情况下,少量纳米SiC加入有效弥补了IPNs复合材料的综合力学性能。