含柔性側鏈環(huán)氧網絡微相分離行為及其性能研究.pdf

1、環(huán)氧樹脂具有優(yōu)異的力學性能以及加工性能，但在固化過程中形成的環(huán)氧網絡交聯密度大，所以使得其強度大，但脆性高，因此為了拓展其使用范圍，在提高環(huán)氧樹脂固化物韌性的同時，不降低其強度和模量是熱點問題。本文圍繞這一問題構建了三個體系，主要研究內容和取得結果如下:
　　首先，選用雙酚F型環(huán)氧樹脂和具有大量苯環(huán)結構的4，4'-二胺基二苯基甲烷(DDM)作為固化劑，通過單端脂肪胺與環(huán)氧基團反應制備了一系列帶有不同含量、不同長度柔性側鏈的環(huán)氧樹脂

2、體系。采用FTIR表征并確認了樹脂結構;采用萬能試驗機和DSC分析其力學性能;采用AFM分析了樹脂相態(tài)結構。研究結果表明，在DGEBF/DDM體系中引入單端胺的柔性側鏈無法形成微相結構，說明微相分離結構的出現不僅與主鏈和側鏈間相容性的差別有關系，還受到主鏈剛柔性的限制。
　　然后，為了研究微相分離結構的形成原因以及它對熱力學性能和力學性能的影響，我們設計并制備了一系列帶有柔性懸掛側鏈的剛柔可調控環(huán)氧樹脂體系[DGEBF/DDM/4

3、,4'-二胺基二環(huán)己基甲烷(H-DDM)/正辛胺體系]。通過XRD、納米紅外表征結合AFM測試所得的微觀形貌，一定程度上證實了我們第二章中的推測:在雙酚F環(huán)氧樹脂網絡中引入柔性側鏈，微相分離結構的形成不僅主側鏈間的不相容性有關，還受到主鏈的剛柔性的限制。
　　最后，為了研究為相分離結構對力學性能和熱力學性能的影響，我們設計并制備了一系列帶有不同含量不同長度柔性側鏈的樹脂體系（DGEBF/DDM/H-DDM/單端胺體系）。由DMA、

4、DSC、萬能試驗機拉伸模式表征其熱機械性能與力學性能。由力學性能的測試結果表明微相分離結構能夠極大的綜合提高環(huán)氧樹脂的力學性能，且當納米結構與微納米結構共存時提升較大。當改變固化劑體系為H-DDM/DDM=45/55，引入的柔性側鏈為環(huán)氧樹脂質量比5％時，力學性能達到極值，拉伸強度88.4MPa，斷裂伸長率6.6％，拉伸模量3.5GPa，相較純DGEBF/DDM/H-DDM體系強度提升了16.2％，斷裂伸長率提高了43.5％，模量提高了