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1、改性环氧树脂裂缝修补材料制备及其热解动力学研究环氧树脂 (EP) 作为一种常见的热固性树脂, 因其较高的交联密度以及耐化学腐蚀等优点在混凝土裂缝的修补中备受青睐。聚氨酯预聚体 (PUP)作为 EP的一种有效增韧剂 , 极大的改善了 EP修补材料脆性大韧性差的缺点, 但是 PUP改性过后的 EP修补材料在施工操作中也存在黏度大, 耐热性较差的缺点。所以本文在 PUP改性 EP的基础上 , 采用合成 PUP的原材料二苯基甲烷二异氰酸酯 (MDI) 和聚醚多元醇 (PPG)单体对 EP进行改性 , 旨在降低修补材料的黏度, 同时对改性 EP修补材料进行了力学性能、红外光谱等表征, 最后对改性 EP修
2、补材料进行了热降解动力学分析。 本文首先制备了PPG、PUP以及 P-M改性的 EP修补材料 , 三种改性 EP修补材料的改性剂掺量统一设定为0%、10%、20%、25%、30%。考察改性方式以及改性剂掺量对EP修补材料的性能影响。最后运用运用Kissinger 、 F-W-O和 Friedman 方程分别对不同改性方式在20%掺量下以及 P-M改性方式下不同掺量的改性环氧树脂进行了热解动力学分析。研究结果表明 ,PPG和 P-M的添加显著的降低了改性EP的黏度 , 当 PPG掺量为 20%时, 黏度达到最小值1021mpas, 当掺量为 30%时, 黏度达到最小值1034mpas; 而 PU
3、P改性 EP的黏度随着掺量的增加剧烈上升, 当 PUP掺量为 30%时 , 黏度达到最大值43274mpas, 初凝时间只有 5min。三种改性方式在提高EP的断裂伸长率的同时都降低了其拉伸强度。采用修补材料对水泥混凝土试件修补前后的抗折比值来表示其对裂缝的修补性能 , 发现当 P-M掺量为 25%时, 抗折比值为 1.96, 大于未改性 EP的 1.51, 表现出比水凝混凝土更高的抗折强度。扫面电镜结果显示,P-M 加入使修补材料由典型的脆性断裂向韧性断裂转变。E_a数据显示 , 在 P-M改性 EP修补材料中并未观察到类似于PPG和 PUP改性的 E_a 值下降 , 在 20%掺量下计算的 E_a值显示 ,E-(P-M)-20% 具有最高的热降解活化能 , 而且 P-M的加入对改性 EP的热稳定性有一定的提高。在 P-M 改性中 , 随着 P-M掺量的增加 , 修补材料的热降解 E_a值先升高后降低 , 在较高掺量下的修补材料其热稳定性低于未改性 EP。P-M在 20%和 25%时拥有比未改性 EP更高的热降解活化能。在五种掺量下 ,E-(P-M)-20% 具有最高的热降解活化能。