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樹脂-泡沫鋁復合材料制備及性能研究（十二）

2.4.5 掃描電子顯微鏡 (SEM)測試

使用日立公司生產的SU8010型掃描電子顯微鏡在加速電壓10kV下對拉伸試樣斷面進行掃描。

2.5 結果與討論

2.5.1 PU-PUR流變性能分析

通過聚合物的流變學分析可以得到聚合物的最佳凝膠溫度和時間，分析制備PU-PUR/AlFoam復合材料的窗口期，從而確定最佳工藝。低于最佳凝膠溫度可能導致反應程度低，反應不完全，從而影響制品的性能，導致高分子聚合物制品質量低下。溫度過高會使聚合物結構發生破壞，分子鏈斷裂，導致制品強度降低。

(1)M1樹脂流變結果分析

在溫度約40℃時，聚氨酯的粘度開始陡然上升，這一溫度點便是轉變點。為了更進一步得到最佳固化溫度，圍繞這一轉變點設置5種溫度（30℃,35℃,40℃,45℃,50℃），在這5種溫度下進行粘度-時間曲線的測量。在不同反應溫度下，聚氨酯粘度-時間曲線的趨勢大致相同。在上升階段，聚氨酯各組分開始反應，粘度快速上升。在反應60 min后，曲線開始出現平緩趨勢，在反應120 min后，粘度-時間曲線逐漸變得平緩，此時反應接近完全，只剩少量組分繼續發生反應。從粘度-時間曲線上得到在溫度逐漸升高的情況下，聚氨酯粘度上升的速度越來越快，這是因為較高溫度促進了分子的熱運動，分子間碰撞速率加快導致反應速度的增加，使聚氨酯的粘度在急速上升。相對較高的溫度引發聚氨酯的二次擴鏈導致反應加速，分子鏈不斷延長，發生交聯固化，所以從聚氨酯粘度-時間曲線上可以發現50℃的聚氨酯固化速度最快，這是由于溫度的升高促進了聚合反應，使得50℃的聚氨酯固化速度最快。 從粘度時間曲線)上來看M1樹脂在50℃、4h 達到最大粘度，所以M1樹脂，也就是聚氨酯的最佳固化溫度和時間是50℃、4h。

(2)M2樹脂流變結果分析

在溫度約105℃時，M2共混樹脂粘度的上升速度開始明顯加大，這一溫度點便是轉變點。為了更進一步得到最佳固化溫度，圍繞這一轉變點設置5種溫度（95℃,100℃,105℃,110℃,115℃）,在這5種溫度下進行粘度-時間曲線的測量。可以看出，M2樹脂在115 ℃的反應速度更快，所以這一溫度是M2 樹脂理想的固化溫度。而粘度-時間曲線上M2樹脂在115 ℃、0.5h達到最大粘度，所以M2 樹脂的最佳固化溫度和時間是115℃、0.5 h。

(3)M3樹脂流變結果分析

在溫度約100℃時，樹脂粘度的上升速度開始明顯加大，這一溫度點便是轉變點。為了更進一步得到最佳固化溫度，圍繞這一轉變點設置5種溫度（90℃,95℃,100℃,105℃,110℃）,在這5種溫度下進行粘度-時間曲線的測量。從粘度-時間曲線上可以看出，M3共混樹脂的反應速度也很快，在反應20min后 ，M3共混樹脂的粘度基本接近最大值。從反應速度來看，在溫度為105℃時，M3共混樹脂的反應速度最快，在這一溫度下，樹脂成分反應更加完全。M3樹脂在105℃、0.5h 達到最大粘度，所以M3樹脂的最佳固化溫度和時間是105℃、0.5 h。

(4)M4樹脂流變結果分析

在溫度約105℃時，M4共混樹脂的粘度的上升速度開始明顯加大，這一溫度點便是轉變點。為了更進一步得到最佳固化溫度，圍繞這一轉變點設置5種溫度(95℃,100℃,105℃,110℃,115℃),在這5種溫度下進行粘度-時間曲線的測量。在粘度-時間曲線2-4(b)上可以看出在反應15min后，M4共混樹脂的粘度基本接近最大值。從粘度-時間曲線上可以看出，M4樹脂在115℃ 的時候粘度上升最快，所以這一溫度是M4樹脂理想的固化溫度。從粘度-時間曲線上來看，M4樹脂在115℃、0.5h 下達到最大粘度，所以M4樹脂的最佳固化溫度和時間是 115℃ 、0.5 h。

(5)M5樹脂流變結果分析

在溫度約95℃時，聚氨酯的粘度開始陡然上升，這一溫度點便是轉變點。為了更進一步得到最佳固化溫度，圍繞這一轉變點設置5種溫度（85℃,90℃,95℃,100℃,105℃）,在這5種溫度下進行粘度-時間曲線的測量。聚脲的反應速度比聚氨酯更快，在5種溫度下20min后基本達到最大粘度。從粘度-時間曲線上看，100℃下，聚脲的固化速度最快并在1h 后達到最大粘度，所以聚脲的最佳固化溫度和時間是100℃、1 h。從共混樹脂的流變學結果分析得到最佳固化溫度和時間如表2-3所示。

表2-3 共混樹脂體系最佳固化溫度和時間