Interpenetrating polymer networks of polyurethane and furfuryl alcohol, IIa. Processability and properties of pultruded fiber-reinforced composites

Abstract

A feasibility study of pultrusion of fiber-reinforced polyurethane/furfuryl alcohol (PU/FA) interpenetrating polymer/network IPN composites has been made. From the viscosity study, it was found that the pot life of the PU/FA IPN prepolymers increased with PU content and showed high reactivity at elevated temperature. It was confirmed from the morphological study that the wetting of fibers by the PU/FA IPN resins was improved with PU content. The appearance of the tensile failure surfaces of the pultruded glass fiber-reinforced PU/FA IPN composites showed “hackle patterns” for PU contents below 15 phr. The mechanical property study shows that the tensile strength of pultruded PU/FA IPN composites is the highest when the PU content is 5 phr. However, the flexural strength, flexural modulus and HDT decreased with PU content. The mechanical properties of various fiber-reinforced (glass, carbon, and Kevlar 49 aramid fiber) pultruded PU/FA IPN composites increased with fiber volume content. Die Herstellung von faserverstarkten interpenetrierenden Netzwerken (IPN) aus Polyurethan (PU) und Furfurylalkohol (FA) mittels Pultrusion wurde untersucht. Wie Viskositatsmessungen zeigen, nimmt die Topfzeit der PU/FA-IPN-Prapolymeren mit steigendem PU-Gehalt zu, und die Reaktivitat ist hoch bei hoheren Temperaturen. Aus morphologischen Untersuchungen geht hervor, das mit steigendem PU-Gehalt die Benetzung der Fasern mit den PU/FA-Harzen verbessert wird. Die bei Zugversuchen erhaltenen Bruchflachen der glasfaserverstarkten PU/FA-IPNs mit PU-Gehalten unter 15 phr zeigen sogenannte “hackle patterns”. Die Zugfestigkeit der pultrudierten PU/FA-IPN-Composite ist bei einem PU-Gehalt von 5 phr am hochsten; Biegefestig-keit, Biegemodul und Warmeformbestandigkeit nehmen jedoch mit zunehmendem PU-Gehalt ab. Die mechanischen Eigenschaften der mit Glas-, Carbon- oder Aramid- fasern (Kevlar 49) verstarkten pultrudierten Composite nahmen mit steigendem Volumenanteil der Fasern zu.