柔性鏈段和功能化石墨烯改性環(huán)氧樹脂的研究.pdf

1、環(huán)氧樹脂(Epoxyresin，EP)因其優(yōu)良的機(jī)械性能、熱穩(wěn)定性、優(yōu)越的電性能及突出的耐化學(xué)腐蝕性，廣泛應(yīng)用于涂料、復(fù)合材料、高性能膠粘劑電絕緣材料和航空航天等領(lǐng)域。然而環(huán)氧樹脂固化后產(chǎn)物交聯(lián)密度大存在質(zhì)脆、沖擊性差等缺點(diǎn)，在很大程度上限制了其在高技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用。因此對(duì)環(huán)氧樹脂增韌改性一直是國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。本文針對(duì)傳統(tǒng)環(huán)氧樹脂增韌改性中存在的問題，提出了用柔性鏈段和功能化石墨烯片層改性環(huán)氧樹脂。主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下:
　　(

2、1)以一縮二乙二醇和環(huán)氧氯丙烷為原料合成了粘度為25mpa·s，環(huán)氧值為0.508的聚乙二醇二縮水甘油醚(DGEG)，并制備DGEG/EP復(fù)合材料。拉伸、沖擊性能測(cè)試表明DGEG能顯著改善環(huán)氧樹脂的斷裂伸長(zhǎng)率和沖擊性能。當(dāng)DGEG的含量為28wt.％時(shí)，相比純的環(huán)氧樹脂，復(fù)合材料的斷裂伸長(zhǎng)率和沖擊強(qiáng)度分別提高了175.0％，120.3％。
　　(2)采用改進(jìn)Hummer法制備氧化石墨(GO)。通過超聲剝離、機(jī)械攪拌將氧化石墨引入環(huán)

3、氧樹脂基體中制得GO/EP復(fù)合材料。拉伸性能測(cè)試表明GO/EP復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度隨GO含量的增多而降低，示差掃描量熱測(cè)試表明GO加入后GO/EP復(fù)合材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)降低。
　　(3)通過酰胺化反應(yīng)將間苯二胺(m-XDA)接枝到GO上得到m-XDA接枝的功能化石墨烯片層m-GN。通過超聲剝離、機(jī)械攪拌將m-GN引入環(huán)氧樹脂基體中，并制得m-GN/EP復(fù)合材料。拉伸性能測(cè)試發(fā)現(xiàn)當(dāng)m-GN加入量?jī)H為0.1wt.％時(shí)，m-GN

4、/EP復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度從純環(huán)氧樹脂的55.8MPa提高到65.3MPa，提高了17.0％，拉伸韌性從0.71MPa/m提高到3.3MPa/m增幅高達(dá)262.2％。熱性能測(cè)試表明，m-GN/EP復(fù)合材料的Tg略有降低，而m-GN/EP復(fù)合材料的最大熱失重溫度(Tp)呈增加趨勢(shì)。
　　(4)通過酰胺化反應(yīng)將長(zhǎng)鏈聚醚胺D400和D2000接枝到GO上得到功能化石墨烯片層D400-GN和D2000-GN。通過超聲剝離、機(jī)械攪拌將D400