1。1聚氨酯

聚氨酯基体和复合材料之间的力学性能差异较大，各有特点。

1。1。1 聚氨酯基体From+优|尔-论_文W网wWw.YouErw.com 加QQ752018.766

聚氨酯简称聚氨基甲酸酯。聚氨酯弹性体(Polyurethane elastomer PU)是一类分子中含有氨基甲酸酯基(-NHCOO)结构得大分子聚合物,是典型的多嵌段共聚物。它是由多异氰酸酯和低聚物多元醇加成聚合而成。聚氨酯弹性体具有原材料品种繁多，配方多样，可调范围广的特点[1-3]。

聚氨酯弹性体分子的主链是由玻璃化温度低于室温的柔性链段(亦称软链段或软段)和玻璃化温度高于室温的刚性链段(亦称硬链段或硬段)镶嵌组成。其软段主要由聚醚或聚酯构成，硬段由氨基甲酸酯组成[4-5]。聚氨酯弹性体是一种高分子材料,它的性质介于一般橡胶与塑料之间。它可以按照原料和生产条件分类可以制成不同种类的材料，例如泡沫塑料、粘合剂、弹性体、合成皮革和弹性纤维等。

1。1。2 聚氨酯复合材料的优点

聚氨酯材料具有十分多的优点，例如韧性好、固化快、无苯乙烯挥发物。热固性聚氨酯可以作为聚氨酯复合材料的基体。聚氨酯复合材料的在成型之后力学性能较好，具有良好的的拉伸特性、抗冲击性和耐腐蚀性。聚氨酯复合材料由于其良好的的韧性，可以用作复合材料的二次加工。比起传统热固性复合材料，聚氨酯复合材料在遭受较大的外力破坏的时候边缘基本不会出现微裂纹。聚氨酯复合材料受到如此关注的另外一个原因是模塑成型性能。与聚酯喷射成型相比，它的固化时间不仅会有效的缩短而且由于它不需要辊压玻璃纤维来排除空气和充分浸透纤维，所以成本更低。与聚酯和乙烯基酯片状模塑料（SMC）成型相比，聚氨酯采用SRIM工艺在制造汽车零部件时只需30s至2min，大大缩短了前者所需的2～10min。由于与SMC模塑相比省去了制备半成品和B阶储存的步骤，SRIM工艺更加节约了劳动力。在制备设备方面，SRIM工艺所需压力更低，所以相比SMC模具，其模具成本更低。在环境保护方面，聚氨酯复合材料不含苯乙烯，所以不会产生大量的有害挥发性物质。而且其成本与乙烯基酯、聚酯、环氧树脂相比更是低很多[6-7]。论文网

1。2 增强硬质聚氨酯力学性能的研究背景及意义

硬质聚氨酯的物理特性较好，它的粘结强度高、重量轻、电学性能好、导热系数低、冲击吸能强、耐化学药品性能好以及隔音等特点,已经被广泛的应用于包装业，建筑业，交通业、绝热保温以及隔音减振材料等众多领域[7-11]。又由于其重量较轻，耗费能源少等特点，可以考虑作为飞机车门，桥梁建筑以及军工宇航机器等承载结构材料。但是，硬质聚氨酯的力学性能较差，弯曲度和抗冲击强度较弱等特点有可能不能满足作为承载结构的力学要求，因而限制了其作为此方面材料的广泛应用。为了改善硬质聚氨酯的力学性能，使其具备更强的耐冲击力，提高其力学性能和尺寸稳定向，近年来，科学界采用各种材料与硬质聚氨酯复合的方法使其逐渐向复合型材料的方向发展，对此进行了大量的实验研究。而根据材料自身的特点，已经发现的增强硬质聚氨酯力学性能的方法有纤维增强 、微粒增强 、聚合物合金(互穿聚合 物网络)增强、复合增强 4 类[12-15]。而我们要研究的就是通过添加增强纤维来增加硬质聚氨酯材料的力学性能。此研究的目的就是降低材料成本，增加其力学性能，耐冲击性能以及尺寸稳定性。

1。3 增强硬质聚氨酯力学性能的国内外研究现状

1。4论文研究内容

首先，研究的主要内容是用ANSYS仿真技术，通过建立仿真模型，然后施加载荷、边界条件计算出结果并进行力学性能分析。