热固性聚氨酯改性沥青桥面铺装材料制备及性能研究

为研究热固性聚氨酯改性沥青(TPUA)桥面铺装材料的制备及性能变化规律,基于响应曲面法,以桥面铺装性能最优为目标,并结合层次分析法对TPUA混合料的制备工艺进行优化;对比SBS沥青和环氧沥青混合料,对不同改性剂掺量下的TPUA混合料进行综合性能分析。研究结果表明：在恒温养护条件下,TPUA混合料强度随时间的变化过程满足指数增长关系,且温度对于TPUA混合料的强度形成具有促进作用;在PU改性剂掺量超过30%后,TPUA混合料具有比传统SBS沥青混合料更加优异的力学性能、水稳定性和高温抗变形性能;此外,在室温下,TPUA混合料具有比环氧沥青和SBS沥青混合料更优异的抗断裂性能;TPUA混合料的低温最大弯拉应变能够达到8 000με,且低温断裂能为对比组混合料的3倍以上,具有优异的低温柔韧性。     

水泥混凝土桥面铺装材料与技术研究

混凝土桥面铺装在交通荷载、自然因素、温度与收缩应力综合作用下,普遍出现了早期开裂与破坏。这些裂缝加速了钢筋的腐蚀和混凝土的破坏,导致其寿命缩短,维修费用增加。本文就钢筋混凝土桥桥面铺装的国内外研究现状及发展动态进行了深入的探讨。     

混凝土桥面沥青铺装防水黏结层材料性能研究

为了评价不同类型桥面防水黏结层材料的性能,在实验室对水性环氧沥青、橡胶沥青和SBS改性沥青三种防水黏结层材料进行不同洒布量、温度、浸水和冻融条件下的抗剪切和拉拔性能试验.研究结果表明：三种防水黏结层材料的耐腐蚀性和不透水性均较优,水性环氧沥青的黏结强度、低温柔韧性、高温耐热性、温度敏感性、水稳定性、抗水损坏性均优于橡胶沥青和SBS改性沥青;推荐橡胶沥青、SBS改性沥青和水性环氧沥青分别采用洒布量为1.6、1.4、1.0 kg/m²进行工程应用.     

桥面铺装防水黏结层结构组合性能研究

文章针对防水黏结层破坏而引起的桥面铺装早期病害,选取常用的防水黏结层材料进行研究。首先确定了调平层表面采取拉毛、刻槽和植石措施时的改性沥青最佳洒布量,其中拉毛和刻槽为1.4~1.6kg/m2,植石为1.6~1.8kg/m2,然后在最佳洒布量条件下对黏结层抗动水冲刷性能进行研究。结果表明:采用植石措施的结构抗剪强度明显高于拉毛和刻槽措施下的结构抗剪强度;温度和水对防水黏结层的抗剪强度和黏结强度影响显著,随着温度的升高,结构抗剪强度和黏结强度均显著降低,在40℃水浴条件下达到最低;温度同样是黏结层抗动水冲刷能力的重要影响因素。     

聚丙烯纤维网混凝土桥面铺装的性能研究

纤维增强混凝土简称纤维混凝土,是在素混凝土基体中掺入均匀分散的短纤维而组成的一种复合材料。其主要工作机理是利用均匀分散的短纤维来改善混凝土的脆性。在受力过程中,发挥纤维抗拉强度高、混凝土抗压强度高的各自优势,从而显著提高纤维混凝土材料的各项技术性能,使其具有优良的抗拉、抗弯、抗疲劳、抗冲击性能以及耐一磨耗、韧性高等特点。本文研究了聚丙烯纤维对桥面铺装混凝土的改性作用与机理。     

端羟基聚苯乙烯改性UVWPU涂料制备与性能研究

以异氟尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚四氢呋喃(PTMEG)和二羟甲基丙酸(DMPA)为主要原料,通过自制端羟基聚苯乙烯作为扩链剂,在紫外光固化水性聚氨酯(UVWPU)结构中引入刚性苯环基团来提高涂膜的耐热性及硬度,产物结构通过FT-IR来证实.同时研究了DMPA的用量、扩链参数以及端羟基聚苯乙烯改性对于乳液稳定性和涂膜性能的影响.结果表明,DMPA用量6%后,乳液的储存稳定期在6个月以上,扩链参数1.35时,涂膜外观及其涂膜性能较好;经端羟基聚苯乙烯扩链改性后的UV固化膜在5%和10%失重温度分别为245℃和282℃时,较改性前提高了32℃和27℃,涂膜的附着力、铅笔硬度均得到了提高.     

橡胶与聚氨酯弹性体的界面黏结研究与性能测试

以橡胶和浇注型聚醚聚氨酯弹性体为挠性材料,采用3种不同黏合剂进行黏结实验。研究结果表明,以TDI型聚氨酯MOCA合成的弹性体与橡胶黏结,用Chemlok-250做黏合剂制样,测试界面黏结的性能和效果好。     

聚氨酯粉末涂料的制备与固化条件的研究

运用正交试验法研究了制备聚氨酯粉末涂料的工艺条件，讨论了树脂、固化剂、固化 催化剂等对涂膜性能的影响；并对涂料的固化条件进行了研究，得到了理想的固化温度和固化 时间．     

钢桥面铺装现场实测性能对比研究

现有桥面铺装相关研究在室内实验性能方面较多,在实际使用性能方面研究较为匮乏。采用路面使用性能指数评价与室内试验相结合方法对环氧沥青铺装和复合式铺装(沥青玛蹄脂+浇注式沥青混凝土)两种铺装层的现场使用性能进行对比分析。路面使用性能检测结果表明:两种铺装的国际平整度指数与横向力系数基本相当,复合式铺装的车辙深度大于环氧沥青铺装。间接拉伸动态模量试验表明:铺装层动态模量与加载频率成正比,与温度成反比,环氧沥青铺装动态模量大于复合式铺装。GPC试验结果表明:环氧沥青铺装病害区与无病害区LMS比值差异显著,复合式铺装则不明显;集料筛分结果显示推移拥包区浇注式混凝土细集料比例较无病害区高50%以上。两种铺装的病害各有特点,但都与层间结合不良或失效有关。     

桥面铺装结构粘结性能仿真分析

针对装配式预应力混凝土空心板桥,利用各向异性线弹性理论和三维有限元的方法,构造了一种正交各向异性接触模型,模拟铺装层与桥面板之间的接触情况,并考虑铺装层厚度的影响,对层间剪应力进行了力学计算与分析,为设计与施工提供依据.     

桥面防滑薄层弹性环氧胶黏剂的研究

针对桥面铺装结构较厚,且容易出现病害等问题,对桥面铺装材料力学性能进行分析,提出了一种桥面环氧薄层结构,并进行了防滑薄层弹性环氧胶黏剂的开发.通过对增韧剂、稀释剂和固化剂的研究、选择及配方优化,制得了一种性能良好的防滑薄层弹性环氧胶黏剂.通过拉伸测试可知,其拉伸强度可达21MPa,断裂伸长率达50%.同时其与混凝土粘接强度可达2.5MPa,且热相容性通过.试验结果表明,桥面防滑薄层弹性环氧胶黏剂综合性能优异,适用于桥面铺装工程.     

石墨烯/聚氨酯纳米复合材料的制备及力学性能研究

采用改进的Hummers法制备出氧化石墨烯(GO),并用苯基异氰酸酯对其功能化,接着将功能化的氧化石墨烯(iGO)与4,4’-二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)在二甲基甲酰胺(DMF)溶剂中进行超声混合得到均匀混合液,再将混合液与聚四亚甲基醚二醇(PTMG)、1,4-丁二醇(BD)在DMF溶剂中进行原位聚合制备iGO/热塑性聚氨酯(TPU)纳米复合材料(GO-TPU),同时在相同条件下合成PU以供对比.采用XRD、FT-IR、XPS、Raman光谱、SEM和万能拉伸试验机对GO的功能化效果及GO-TPU的性能进行了表征.结果表明:苯基异氰酸酯成功接枝于GO表面,iGO在TPU基体中分散均匀,复合材料的拉伸强度和断裂伸长率均随GO含量的增加表现为先增大后减小的变化规律,当iGO的质量分数为1%时GO-TPU的拉伸强度和断裂伸长率均为最大值,分别为4.26 MPa和500%,与纯TPU相比,分别提高了127.1%和27.3%.     

低弹性吸震发泡材料硫化特性的研究

研究开发了低弹性吸震闭孔式发泡材料,其力学性能符合adidas运动鞋材的标准.利用硫变仪研究了硫化条件和硫化特性,得出硫化交联反应速率常数k,表观活化能E,频率因子A以及硫化指数CCRI分别为9.96×10-3S-1,77.3kJ/mol,3.0×105和0.28S-1.确定了较适宜的硫化温度区间为(433～443K),最佳的硫化温度为438K.提出CCRI可作为确定正确的硫化交联反应温度的技术方法手段.     

水泥混凝土桥面铺装层间黏结性能研究

研究了水泥混凝土桥面铺装层间黏结性能随温度的变化规律,同时探究了黏结层的温度性能以及直剪与斜剪剪切强度之间的关系. 对比分析了4种涂膜黏结层（SBS改性沥青、WTR改性沥青、WTR/APAO改性沥青、AMP-100二阶反应型黏结涂料）和3种改性沥青碎石黏结层（SBS改性沥青碎石、WTR改性沥青碎石、WTR/APAO改性沥青碎石）的拉拔及剪切强度差异. 采用回归分析法获得层间强度随温度的变化规律;计算不同温度下层间强度与常温（20 ℃）下层间强度的比值,用于黏结层剪切强度和拉拔强度的温度敏感性对比分析;分析不同温度下斜剪强度与直剪强度的比值关系. 结果表明：层间拉拔强度、层间剪切强度与温度均满足单指数函数关系,拟合优度R2达0.970以上. WTR/APAO改性沥青黏结层及WTR/APAO改性沥青碎石黏结层力学性能优良,在不同温度下的拉拔和剪切强度值均高于同类型黏结层. AMP-100黏结层拉拔和剪切强度对温度的敏感性最低. 建立了20~45 ℃的层间强度比值表,用于层间强度预估. 斜剪强度显著高于直剪强度,同时斜剪强度对温度的敏感性低于直剪强度,当温度处于20~45 ℃时,斜剪强度与直剪强度比值范围为1.165~2.990.     

熔喷聚氨酯弹性无纺布的研制及其力学性能

研究了喷原料的选择、熔体温度、热空气压力，熔体流量等工艺条件的改变对熔喷聚氨酯弹性无纺布力学性能的影响。在一定温度范围内，随着温度的升高，无纺布力学性能增强，在一定热空气压力范围内，随热空气压力增大，无纺布力学性能增强，在一定熔体流量范围内，随流量增大，无纺布力学性能降低，测试结果表明制得的熔喷聚氨酯弹性无纺布纵向强度和延伸率均优于其相应的横向强度和延伸率。     

剑状微棒ZnO材料的水热合成与气敏性能研究

以氯化锌(ZnCl2)和25%浓度氨水为原料,CTAB表面活性剂存在时,利用水热法制备了剑状微棒ZnO材料.采用X射线衍射仪和透射电镜等测试手段,对其物相和结构进行了表征.结果表明:此粉体材料结晶良好,直径小于4μm,长度为35μm.利用该材料制成气敏元件,并用静态配气法测试了元件的气敏性能.研究发现:元件在200℃工作温度下,对丙酮气体有很好的灵敏度和选择性及较好的响应恢复特性.并对气敏机理进行了探讨.     

水溶性柔性印刷版感光材料的研制

介绍了水溶性（溶于稀碱水）柔性印刷版感光材料的研制方法,原理,结构和性能,并讨论了温度,相对分子质量,ω（NCO）对反应,产生性能的影响和羟基含量对碱溶性的影响。     

聚合物乳液砂浆的粘结养护特性及其粘结性能

针对丙烯酸、纯丙和氯丁3种聚合物乳液砂浆在实际工程中粘结应用的可靠性和粘结性差的问题,研究了各种粘结养护制度下的粘结性能和本体抗压抗折强度,同时通过拟工程应用的室外实验来评估粘结可靠性.实验结果表明,聚合物砂浆有各自较适合的粘结养护制度,其种类不同,粘结性能各异,但都可以得到比参照普通砂浆有所提高的粘结强度.丙烯酸砂浆对老混凝土有更优良的粘结性能.     

塑料－玻璃粘接用UV固化胶粘剂的性能

探讨了活性单体、预聚体及偶联剂对UV固化胶粘剂的粘接强度、体积收缩的影响，结果表明，极性单体A、偶联剂B的加入有利于提高胶粘剂的粘接强度，芳香族聚氨酯预聚体胶粘剂体系的粘接强度较高，活性单体官能度越高，体积收缩越大。所研制胶粘剂的剪切强度可达5.98MPa，体积收缩为3.67％，在可见光区透光率为97％，玻璃化转变温度为88.02℃。     

聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液的合成与表征

以甲苯二异氰酸酯(TDI-80)、聚醚二元醇(N210)、二羟甲基丙酸(DMPA)、甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)、己二酸二酰肼(ADH)和二丙酮丙烯酰胺(DAAM)等为原料,采用原位乳液聚合法,先制得水性聚氨酯(PU)预聚物,然后加入引发剂进行自由基聚合,分别得到无交联型PUA-1、合成交联型PUA-2和室温交联型PUA-3 3种水性聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液(PUA),并用这3种乳液配制了清漆.探讨了DMPA、HEMA、ADH和DAAM加入量对乳液和涂膜性能的影响.研究结果表明,当DMPA中的COOH、HEMA、ADH和DAAM的含量(占PU的质量分数,下同)分别为2.5%、1.44%、3.5%和2.0%~3.0%时,乳液和涂膜性能较好.通过粒径和透射电镜(TEM)分析发现,PUA-1胶粒的平均粒径在40~50nm之间,粒子呈规则球形;PUA-2胶粒的平均粒径在90~100nm之间,核壳间形成互穿网状交联结构,胶粒形态偏离球形,与PUA-1相比,粒径增大,粒径分布变宽;PUA-3胶粒的平均粒径在30~40nm之间,壳层分子与核内分子的互穿部分呈无规状态,胶粒形态非常不规则,但粒径分布比较均匀.由PUA-3配制的清漆的耐水性、耐干热性及耐粘污性都很好,但涂膜干燥速度很慢.