环氧树脂增韧及其冲蚀磨损研究

环氧树脂增韧及其冲蚀磨损研究

苏高申[1]2004年在《环氧树脂增韧及其冲蚀磨损研究》文中提出环氧树脂作为高聚物/陶瓷颗粒抗冲蚀磨损涂层的基体材料应用日益广泛:环氧树脂性脆,其增韧研究具有一定的理论价值和实际意义;环氧树脂基体的抗冲蚀磨损性能研究少有文献报道,此方面的研究对实际生产具有指导意义和一定的理论价值。本文的研究内容主要由两部分组成,其一是对有机粘土和聚氨酯预聚体两种增韧方法对环氧树脂的增韧效果及其增韧机理的研究,主要研究了有机粘土/环氧树脂复合材料制备工艺:其二是对聚氨酯改性环氧树脂材料和有机粘土/环氧树脂材料的冲蚀磨损性能的研究。通过对有机粘土增韧环氧树脂的系统研究发现,随有机粘土加入量增加,环氧树脂的冲击强度增加,加入量为11wt%时其冲击强度相对基体提高53.05%;有机粘土的加入对环氧树脂的硬度基本没有影响。通过对聚氨酯改性环氧树脂的研究发现,随聚氨酯预聚体加入量增加,环氧树脂的冲击强度在聚氨酯加入量为2份和4份时最高,都比基体提高了53.52%;环氧树脂的硬度直线下降,加入量为4份时,硬度比环氧树脂基体降低了17.5%。通过对聚氨酯改性环氧树脂的冲蚀磨损的系统研究发现,各个组分的聚氨酯改性环氧树脂的冲蚀磨损率随角度的变化规律相同,最高点出现在45°左右,最低点出现在接近90°处,材料表现出从脆性材料向塑性材料过渡的冲蚀磨损特征。聚氨酯改性和粘土改性环氧树脂材料的冲蚀磨损机理都符合一般规律,在低冲蚀角下以犁削为主,在中高冲蚀角下犁削和疲劳剥落并存。在冲蚀角相同时,聚氨酯改性环氧树脂材料随其韧性的提高,冲蚀磨损机理从以犁削为主向以疲劳剥落为主过渡。对粘土/环氧树脂复合材料冲蚀磨损的研究发现,不同组分的粘土/环氧树脂复合材料冲蚀磨损率随角度的变化规律相同,变化曲线呈W形。不论聚氨酯或粘土增韧的环氧树脂材料,其耐冲蚀磨损性能都比纯环氧树脂基体高;环氧树脂韧性提高的幅度与其抗冲蚀磨损性能提高的比例不成正比,韧性增加到一定值之后,其抗冲蚀磨损性能的增加就变得缓慢。

杨伟才[2]2005年在《环氧砂浆的增韧及其抗冲磨性能的试验研究》文中研究指明泄水建筑物的冲蚀破坏是目前水工建筑物修补中所面临的一个严重问题。环氧砂浆材料是一种常用的水工薄层修补材料,环氧砂浆具有粘接强度高,抗冲蚀能力强等优点。随着我国水利工程建设的发展和一大批高水头电站的建设,工程实际对水工抗冲磨修补材料提出了更高的要求,以满足工程实际的需要。 本文根据环氧砂浆材料在工程应用中暴露出的问题,分析了提高环氧砂浆抗冲磨性能的技术途径,认为对环氧树脂固化体系进行增韧改性和选取适合的胶沙比是提高环氧树脂砂浆抗冲磨性能可行的方法。首先进行了环氧树脂的断裂韧性试验,研究了增韧剂对环氧树脂断裂韧性的影响;然后针对环氧砂浆的抗磨蚀性能进行了正交试验研究,研究了流速、增韧剂掺量、填料比例、含沙量四个因素对环氧砂浆磨蚀性能的影响;最后根据正交试验的结果,提出一种高抗冲磨环氧砂浆——HD-EP。 断裂韧性试验结果表明,增韧剂的加入能够大幅度提高环氧树脂的断裂韧性和抗拉强度,扫描电镜照片显示加入增韧剂后,环氧树脂固化体系中形成了“海岛结构”。 正交试验研究得出以下结论:增韧剂掺量、填料比例、含沙量、流速对环氧砂浆的磨蚀影响都十分显着。其中,增韧剂的掺入大幅度提高了环氧树脂的断裂韧性,而断裂韧性的提高减小了环氧砂浆微裂纹发生的机率,能够大幅度降低环氧砂浆的磨损率,这表明韧性是影响环氧砂浆抗冲磨性能的一个重要因素。而填料比例的变化对环氧砂浆的抗冲磨性能也十分显着,因此,合适比例的胶沙比是配制高抗冲磨环氧树脂砂浆的一个重要方面。

参考文献:

[1]. 环氧树脂增韧及其冲蚀磨损研究[D]. 苏高申. 昆明理工大学. 2004

[2]. 环氧砂浆的增韧及其抗冲磨性能的试验研究[D]. 杨伟才. 中国水利水电科学研究院. 2005

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