5袁剑民-非开挖修复用UV固化复合材料20220829.pdf

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1、非开挖修复用非开挖修复用UV固化复合材料固化复合材料湖南大学湖南大学 袁剑民袁剑民 目目 录录1、管道非开挖修复的意义管道非开挖修复的意义2、非开挖修复用、非开挖修复用玻纤增强玻纤增强UV固化固化复合材料复合材料3、现实问题及对策、现实问题及对策1 1、管道非开挖修复的意义、管道非开挖修复的意义1.1背景使用寿命到期的管道越来越多、带来了诸多问题。对于环境友好、适应城市内施工的地下管道修复技术的探索、研究及应用尤为重要非开挖管道修复技术优点：综合成本低、施工安全性好、施工周期短、不影响交通、环境影响小。1.2 非开挖修复技术连续穿插法折叠内衬法扩张法螺旋缠绕法薄壁不锈钢内衬法1.2非开挖修复技

2、术原位紫外光固化原位紫外光固化紫外光固化软管结构紫外光固化软管结构技术优点技术优点紧密贴合，过流面积损失小，施工速度快，整体性高，并可用紧密贴合，过流面积损失小，施工速度快，整体性高，并可用于弯曲、有一定变形部位的管道修复。于弯曲、有一定变形部位的管道修复。内衬管强度高、内衬管强度高、模量模量高。高。2 2、非开挖修复用复合材料、非开挖修复用复合材料-玻玻纤增强纤增强UVUV固化复合材料固化复合材料2.1 2.1 基体树脂的种类及特点基体树脂的种类及特点不不饱饱和和聚聚酯酯树树脂脂(1)(1)邻苯型不饱和聚酯树脂邻苯型不饱和聚酯树脂(2)(2)间苯型不饱和聚酯树脂间苯型不饱和聚酯树脂较高分子量

3、、残留低分子少、酯键受位阻效应的保护(3)(3)对苯型不饱和聚酯树脂对苯型不饱和聚酯树脂综合性能超过邻苯型和间苯型不饱和树脂（5 5）乙烯基酯型不饱和聚酯树脂乙烯基酯型不饱和聚酯树脂(4)(4)双酚双酚A A型不饱和聚酯树脂型不饱和聚酯树脂酯键间的间距增大、位阻效应大，降低了酯键密度，具有有较好的耐酸、耐碱及耐水解性能固化活性高、酯键密度小、与玻璃纤维或其它纤维的浸润性好，固化活性高、酯键密度小、与玻璃纤维或其它纤维的浸润性好，具备环氧树脂和不饱和树脂的优点。具备环氧树脂和不饱和树脂的优点。2.2 稀释剂及其特点光活性稀释剂（UV curable or Reactive diluents）作用

4、是：调节体系粘度，提高树脂渗透和浸润，参与光固化，影响体系光固化速度和固化物性能。活性稀释剂单官能度粘度低、稀释能力强，易挥发、气味大双官能度可增加交联密度，挥发性较单官能度稀释剂小、气味小多官能度固化速率快、交联密度大、挥发性小，粘度高、稀释能力小（1）苯乙烯：易燃，气味大，固化速度慢（2）丙烯酸异辛酯：增塑效果好，有气味。（3）丙烯酸苯氧基乙酯：高沸，低粘。（4）甲基丙烯酸缩水甘油醚：高沸，低粘，带环氧基，有利于提高附着力。常见稀释剂（1）1，6己二醇二丙烯酸酯：低黏，稀释力强，可改善固化膜柔韧性。（2）新戊二醇二丙烯酸酯：低黏，稀释力强，高活性，光固化速度快。（3）三丙二醇类二丙烯酸酯：

5、低黏，稀释力强，光固化速度快，体积收缩小，刺激小，价格低。（1）三羟甲基丙烷三丙烯酸酯：光固化速度快，交联密度大，固化膜坚硬而发脆。（2）二季戊四醇五丙烯酸酯：刺激性低，固化膜硬度高，耐刮耐抗，可提高固化速度和交联密度。单官能度活性稀释剂单官能度活性稀释剂双双官能度活性稀释剂官能度活性稀释剂三三官能度活性稀释剂官能度活性稀释剂主级/次级结构碳纤维复合材料用量约为2吨2.3增稠剂2.3.1 碱土金属增稠碱土金属增稠常用增稠剂有MgO，Ca2O，Mg(HO)2，Ca（HO）2通用不饱和聚酯一般用氧化镁增稠，通过聚酯的羧端基与氧化镁的酸碱反应扩链，再由反应生成的金属盐与大分子链中氧原子配位形成网状结

6、构，从而使体系的粘度增大。2.3.2 异氰酸酯类增稠异氰酸酯类增稠不饱和聚酯的另一增稠方法是合成带羟基聚酯，利用羟基与异氰酸酯的反应使大分子扩链，通过调控异氰酸酯预聚体的分子量和结构，可较好的调控其反应活性，满足注胶和快速增稠。氧化镁增稠异氰酸酯增稠2.4 玻纤的种类及特点玻纤的种类及特点（3）无碱玻璃纤维：具有良好的电气绝缘性能，机械性能以及化学稳定性，缺点是易被无机酸侵蚀。（2）中碱玻璃纤维：耐化学性特别是耐酸性优于无碱玻璃，但电气性能差，机械强度低于无碱玻璃纤维10%20%。（1）高碱玻璃纤维：存在强度低、耐碱性和耐水性差的缺陷。（4）高强玻璃纤维：其特点是高强度、高模量，它的单纤维抗拉