论文总字数：19288字

摘 要

低密度材料是材料领域里面的一种具有特殊性能的材料，具有轻质高强的双重特性，低密度树脂基复合材料由于制造工艺灵活，被广泛应用于航空工业、汽车工业、电子工业等多个领域。本课题选用碳酸氢铵（NH₄HCO₃）作为发泡剂，用902和191两种不饱和聚酯树脂制备低密度不饱和聚酯树脂及其制品（low-density unsaturated polyester resin amp; low-density unsaturated polyester resin product，简称LDUPR amp; LDUPRP）。运用差示扫描量热法（DSC）、傅里叶红外光谱分析（Semiquantitative FTIR）、扫描电子显微镜（SEM）等表征手段，来探究NH₄HCO₃作为发泡剂制备LDUPR材料的机理以及温度对最终得到的材料性能的影响。并最终制得了具有一定抗压缩强度的LDUPR样品。通过对在不同条件下制备的材料的测试和分析，发现902树脂更适合作为用NH₄HCO₃制备LDUPR材料的基体。

关键词：温度 NH₄HCO₃ 低密度 不饱和聚酯树脂

ABSTRACT

Low-density material is a kind of material with special properties in the material field. It ha-s the dual characteristics of  light weight and high strength. Low-density resin-based composite materials are widely used in the aviation industry, automobile industry, transportation industry, construction industry and electronics industry due to their flexible manufacturing process ,and have become the current research materials. In this project, ammonium bicarbonate (NH₄HCO₃) was selected as the foaming agent with 902 and 191 unsaturated polyester resin  to prepare  the low density unsaturated polyester resin  product (LDUPR amp; LDUPRP). Differential scanning calorimetry (DSC), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), scanning electron microscopy (SEM) and other characterization methods were used to analyze the mechanism of preparati-on of LDUPR materials using ammonium bicarbonate as well as the effect of temperature on  properties of the material. Finally, the LDUPR samples having certain compressive strengt-h were prepared. . By testing and analyzing the materials prepared under different conditions,  it was found that 902 resin is more suitable as the matrix for preparing LDUPR material with  ammonium bicarbonate.

KEYWORDS: Tempreture; Ammonium bicarbonate;Low density; Unsaturated polyester resin

目录

摘 要 I

ABSTRACT I

第一章 引言 1

1.1 研究背景及意义 1

1.2 UPR的发展与应用 1

1.3 发泡法制备LDUPR材料 2

1.3.1 物理发泡法制备LDUPR制品 2

1.3.2 化学发泡法制备LDUPR制品 2

1.4 本课题研究目的、内容 4

1.4.1 研究目的 4

1.4.2 研究内容 4

第二章 实验思路、原料及方法 5

2.1 实验思路 5

2.2 实验部分 6

2.2.1 实验原料 6

2.2.2 实验仪器 7

2.3 实验方法 7

2.3.1 实验标准 7

2.3.2 实验流程 7

2.3.3 测试分析方法 9

第三章 实验数据及分析 11

3.1 结果与分析 11

3.1.1 NH₄HCO₃的分解放气的特性 11

3.1.2 凝胶时间的测定 12

3.1.3 NH₄HCO₃制备LDUPR样品 14

3.1.4 扫描电镜（SEM）实验 17

3.1.5 碳酸氢铵/UPR胶液的反应性及DSC分析 18

3.1.6 FTIR 实验 20

第四章 结论 23

参考文献 24

致 谢 26

第一章 引言

1.1 研究背景及意义

以树脂为基体的复合材料作为最基础复合材料的一种，被普遍应用于建材行业、汽车工业、航空航天、交通行业、运输工业等多个领域。随着石油等化石资源的紧缺、不饱和聚酯树脂（UPR）的价格不断上升，而对于环境要求不断提高的今天，实现UPR基复合材料轻量化的要求受到重视，同时，不饱和聚酯树脂（UPR）存在韧性差、抗冲击性能差和表面易开裂等的缺点。这就使低密度不饱和聚酯树脂及其制品（low-density unsaturated polyester resin amp; low-density unsaturated polyester resin product，简称LDUPR amp; LDUPRP）的研究成为了热门^[1-6]。

1.2 UPR的发展与应用

不饱和聚酯树脂（unsaturated polyester resin，即UPR）是由不饱和二元酸（或酸酐）、饱和二元酸（或酸酐）与饱和二元醇缩聚而成的线型高分子聚合物在交联单体（如甲基丙烯酸甲酯等）中分散的混合体系^[7]。由UPR作为基体所制备获得的UPR基复合材料具备优良的加工工艺性能和出色的物理性能。

自1941年UPR研制成功以来，从军用航空航天领域逐渐推广到了民用商用领域。由于UPR基复合材料本身质轻高强，制造工艺简单的特点，因此其成为全世界使用最广泛的树脂之一。

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